Oracle 비트맵 인덱스

지난 글에서 Oracle B-Tree 인덱스의 구조와 비용 모델을 살펴봤다. B-Tree는 OLTP에서 빛나지만, 저카디널리티 컬럼 + 복합 조건 집계가 주를 이루는 DW/OLAP 환경에서는 비트맵 인덱스가 탁월하다.

비트맵 인덱스 구조

비트맵 인덱스는 인덱스 키(고유 값)별로 **비트 배열(Bitmap)**을 저장한다. 각 비트는 테이블의 한 행에 대응한다.

• 비트 = 1: 해당 행이 이 키 값을 가짐
• 비트 = 0: 해당 행이 이 키 값을 가지지 않음

status 컬럼에 PENDING·SHIPPED·DONE 세 값이 있다면, 세 개의 비트맵이 생성된다. WHERE status = 'PENDING' AND region = 'EAST' 조건은 두 비트맵의 비트 AND 연산으로 해당 행을 즉시 찾는다.

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B-Tree vs 비트맵 인덱스 비교

비교 항목	B-Tree 인덱스	비트맵 인덱스
적합한 카디널리티	고(PK, 유니크)	저(성별, 지역, 상태)
적합한 환경	OLTP	DW/OLAP
복합 조건	각 인덱스 별도 접근	비트 AND/OR 연산
DML 잠금	행 수준	비트맵 세그먼트 전체
저장 공간	크다	매우 작다 (압축 가능)
COUNT(*)	행 읽기 필요	비트 카운트만

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비트맵 인덱스의 강점: 복합 조건 집계

DW에서 흔한 다차원 조건 집계는 비트맵 인덱스가 압도적이다.

-- 비트맵 인덱스 생성 (DW 팩트 테이블)
CREATE BITMAP INDEX bidx_sales_status
ON   sales_fact (status);

CREATE BITMAP INDEX bidx_sales_region
ON   sales_fact (region);

CREATE BITMAP INDEX bidx_sales_quarter
ON   sales_fact (quarter);

-- 다차원 집계: 비트 AND 연산으로 처리
SELECT COUNT(*), SUM(amount)
FROM   sales_fact
WHERE  status  = 'COMPLETED'
AND    region  = 'EAST'
AND    quarter = 'Q1';

실행 계획에서 BITMAP AND 오퍼레이션이 보이면 비트맵 인덱스가 효율적으로 동작하는 것이다.

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비트맵 JOIN 인덱스

스타 스키마에서 팩트 테이블과 디멘전 테이블 간 조인 결과를 사전에 인덱싱하는 특수한 형태다.

-- Bitmap Join Index: 조인 결과를 팩트 테이블에 사전 인덱싱
CREATE BITMAP INDEX bidx_sales_cust_region
ON   sales_fact (customers.region)
FROM sales_fact sf, customers c
WHERE sf.customer_id = c.customer_id;

이렇게 하면 WHERE c.region = 'EAST' 조건이 팩트 테이블만 접근해도 처리된다. 단, 디멘전 테이블이 변경되면 인덱스를 재빌드해야 한다.

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OLTP에서 비트맵 인덱스의 위험

비트맵 인덱스는 DML 시 비트맵 세그먼트 전체에 X 잠금을 획득한다. 이것이 OLTP에서 치명적인 이유다.

단일 행 UPDATE라도 해당 비트맵 세그먼트를 공유하는 수천 행이 잠금 대기에 빠질 수 있다. 동시 INSERT/UPDATE가 많은 OLTP 테이블에 비트맵 인덱스를 생성하면 데드락과 극심한 잠금 경합이 발생한다.

-- 비트맵 인덱스 잠금 경합 확인
SELECT w.sid, w.event, w.seconds_in_wait
FROM   v$session_wait w
WHERE  w.event = 'enq: TX - row lock contention'
ORDER  BY w.seconds_in_wait DESC;

-- OLTP 테이블의 비트맵 인덱스 제거
DROP INDEX bidx_orders_status;

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비트맵 인덱스 적용 체크리스트

비트맵 인덱스를 고려하기 전에 다음을 확인한다.

• 컬럼의 고유 값 수(카디널리티)가 수십~수백 이하인가?
• 해당 테이블에 동시 DML이 거의 없는가?
• 주요 쿼리 패턴이 여러 저카디널리티 컬럼의 복합 AND/OR 조건인가?
• 배치 로드 후 인덱스를 재빌드하는 것이 가능한가?

세 가지 이상이 충족되면 비트맵 인덱스를 강력히 권장한다.

-- 비트맵 인덱스 사용 확인 (실행 계획)
EXPLAIN PLAN FOR
SELECT COUNT(*), SUM(amount)
FROM   sales_fact
WHERE  status = 'COMPLETED'
AND    region = 'EAST';

SELECT * FROM TABLE(dbms_xplan.display);
-- BITMAP AND, BITMAP INDEX SINGLE VALUE 오퍼레이션 확인

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지난 글: Oracle B-Tree 인덱스

다음 글: Oracle Reverse Key 인덱스

읽어주셔서 감사합니다. 😊