Контакты
Главная / Программы

Индексы в SQL Server. Основы индексов в Microsoft SQL Server Типы индексов бд

6. Индексы и оптимизация производительности

Индексы в базах данных: назначение, влияние на производительность, принципы создания индексов

6.1 Для чего нужны индексы

Индексы - это специальные структуры в базах данных, которые позволяют ускорить поиск и сортировку по определенному полю или набору полей в таблице, а также используются для обеспечения уникальности данных. Проще всего индексы сравнить с указателями в книгах. Если нет указателя, то нам придется просмотреть всю книгу, чтобы найти нужное место, а с указателем то же действие можно выполнить намного быстрее.

Обычно чем больше индексов, тем больше производительность запросов к базе данных. Однако при излишнем увеличении количества индексов падает производительность операций изменения данных (вставка/изменение/удаление), увеличивается размер БД, поэтому к добавлению индексов следует относиться осторожно.

Некоторые общие принципы, связанные с созданием индексов:

· индексы необходимо создавать для столбцов, которые используются в джойнах, по которым часто производится поиск и операции сортировки. При этом необходимо учесть, что индексы всегда автоматически создаются для столбцов, на которые накладывается ограничение primary key. Чаще всего они создаются и для столбцов с foreign key (в Access - автоматически);

· индекс обязательно в автоматическом режиме создается для столбцов, на которые наложено ограничение уникальности;

· лучше всего индексы создавать для тех полей, в которых - минимальное число повторяющихся значений и данные распределены равномерно. В Oracle есть специальные битовые индексы для столбцов с большим количеством повторяющихся значений, в SQL Server и Access такой разновидности индексов не предусмотрено;

· если поиск постоянно производится по определенному набору столбцов (одновременно), то в этом случае, возможно, есть смысл создать композитный индекс (только в SQL Server) - один индекс для группы столбцов;

· при внесении изменений в таблицы автоматически изменяются и индексы, наложенные на эту таблицу. В результате индекс может быть сильно фрагментирован, что сказывается на производительности. Периодически следует проверять степень фрагментации индексов и дефрагментировать их. При загрузке большого количества данных иногда есть смысл вначале удалить все индексы, а после завершения операции создать их заново;

· индексы можно создавать не только для таблиц, но и для представлений (только в SQL Server). Преимущества - возможность вычислять поля не в момент запроса, а в момент появления новых значений в таблицах.

И ндексы, это специальные таблицы поиска , которую поисковая система базы данных можно использовать для ускорения поиска данных. Проще говоря, индекс представляет собой указатель на данные в таблице. Индекс в базе данных очень похож на индекс в конце книги.

Например, если вы хотите ссылки на все страницы в книге, посвященной определенной теме, сначала обратитесь к индексу, в котором перечислены все темы в алфавитном порядке, а затем передается одному или нескольким конкретным номерам страниц.

Индекс помогает ускорить для запросов и предложения , но это замедляет ввод данных, с заявлениями UPDATE и INSERT . Индексы могут быть созданы или удалены без влияния на данные.

Создание индекса предполагает заявление CREATE INDEX , которое позволяет назвать индекс, чтобы указать таблицу и какой столбец или столбцы индексировать и указать, является ли индекс в порядке возрастания или убывания.

Индексы также могут быть уникальными, с ограничением UNIQUE , для того, чтобы индекс предотвращал дублирование записей в столбце или комбинации столбцов, на которых есть индекс.

Команда CREATE INDEX

Основной синтаксис CREATE INDEX выглядит следующим образом:

CREATE INDEX index_name ON table_name;

Одноколоночные индексы

Индекс для одного столбца создается на основе только одного столбца таблицы. Базовый синтаксис выглядит следующим образом.

CREATE INDEX index_name ON table_name (column_name);

Уникальные индексы

Уникальные индексы используются не только для работы, но и для обеспечения целостности данных. Уникальный индекс не позволяет какие-либо повторяющиеся значения, которые будут вставлены в таблицу. Базовый синтаксис выглядит следующим образом.

CREATE UNIQUE INDEX index_name on table_name (column_name);

Составные индексы

Составной индекс является индексом для двух или более столбцов таблицы. Его основной синтаксис выглядит следующим образом.

CREATE INDEX index_name on table_name (column1, column2);

Независимо от того, какой создать индекс, для одного столбца или составной индекс, примите во внимание столбец(ы), которые вы можете использовать очень часто в запросе WHERE в качестве условия фильтра.

Если есть только один используемый столбец, индекс должен быть выбран для одного столбца. Если существуют два или несколько столбцов, которые часто используются в предложении WHERE в качестве фильтров, композитный индекс будет лучшим выбором.

Неявные индексы

Неявные индексы – это индексы, которые автоматически создаются на сервере базы данных при создании объекта. Индексы автоматически создаются для первичного ключа и ограничения уникальности.

Команда DROP INDEX

Индекс может быть удален с помощью SQL команды DROP . Следует соблюдать осторожность при удалении индекса, поскольку производительность может либо замедлиться или улучшиться.

Базовый синтаксис выглядит следующим образом:

DROP INDEX index_name;

Вы можете посмотреть пример ограничения INDEX , чтобы увидеть некоторые реальные примеры по индексам.

Когда следует избегать индексов?

Хотя индексы предназначены для повышения производительности работы с базой данных, есть моменты, когда их следует избегать.

Следующие инструкции показывают, когда использование индекса должно быть пересмотрено.

  • Индексы не должны использоваться на небольших таблицах.
  • Таблицы, которые имеют частые большие операции обновления или вставки.
  • Индексы не должны использоваться на колонках, содержащих большое количество нулевых значений.
  • Столбцы, которыми часто манипулируют не должны быть проиндексированы.

1) Понятие индекса
Индекс – это средство, обеспечивающее быстрый доступ к строкам таблицы на основе значений одного или нескольких столбцов.

Много разнообразия в этом операторе, ибо он не стандартизуется, поскольку стандарты не касаются вопросов производительности.

2) Создание индексов
CREATE INDEX
ON ()

3) Изменение и удаление индексов
Для управления активностью индекса используется оператор:
ALTER INDEX
Для удаления индекса используется оператор:
DROP INDEX

a) Правила выбора таблиц
1. Целесообразно индексировать таблицы, в которых выбирается не более 5% строк.
2. Следует индексировать таблицы, не имеющие дублей в разделе WHERE оператора SELECT.
3. Нецелесообразно индексировать часто обновляемые таблицы.
4. Нецелесообразно индексировать таблицы, занимающие не более 2-х страниц (для Oracle это менее 300 строк), поскольку её полный просмотр не дольше.

b) Правила выбора столбцов
1. Первичные и внешние ключи – часто используются для объединения таблиц, выборки данных и поиска. Это всегда уникальные индексы с максимальной полезностью
2. При использовании опций ссылочной целостности всегда нужен индекс на FK.
3. Столбцы, по которым часто производится сортировка и/или группирование данных.
4. Столбцы, по которым часто производится поиск в разделе WHERE оператора SELECT.
5. Не следует создавать индексов для длинных описательных столбцов.

c) Принципы создания составных индексов
1. Составные индексы хороши, если столбцы по отдельности имеют мало уникальных значений, а составной индекс обеспечивает большую уникальность.
2. Если все значения, выбираемые оператором SELECT, принадлежат составному индексу, то значения выбираются из индекса.
3. Следует создавать составной индекс, если в разделе WHERE используется два или более значений объединенных оператором AND.

d) Не рекомендуется создавать
Не рекомендуется создавать индексы по столбцам, включая составные, которые:
1. Редко используются для поиска, объединения и сортировки результатов запросов.
2. Содержат часто меняющиеся значения, что требует частого обновления индекса замедляющего производительность БД.
3. Содержат небольшое количество уникальных значений (менее 10% м/ж) или преобладающее число строк с одним-двумя значениями (город проживания поставщика Москва).
4. К ним в разделе WHERE применяют функции или выражение, и индекс не работает.

e) Следует не забывать
Следует стремиться к уменьшению количества индексов, поскольку при большом их числе снижается скорость обновления данных. Так MS SQL Server рекомендует создавать не более 16 индексов на таблицу.
Как правило, индексы создаются для запросов и поддержки ссылочной целостности.
Если индекс не используется для запросов, то его следует удалять, а ссылочную целостность обеспечивать с использованием триггеров.

Для начала предлагаю разобраться что такое покрывающий индекс , приведу выдержку из статьи на Хабре :

Зачем использовать покрывающий индекс взамен составного индекса?
Во-первых, давайте убедимся, что мы понимаем различие между ними.
Составной индекс это просто обычный индекс, в который включено больше одного столбца. Несколько ключевых столбцов может использоваться для обеспечения уникальности каждой строки таблицы, также возможен вариант, когда первичный ключ состоит из нескольких столбцов, обеспечивающих его уникальность, или вы пытаетесь оптимизировать выполнение часто вызываемых запросов к нескольким столбцам. В общем, однако, чем больше ключевых столбцов содержит индекс, тем менее эффективна работа этого индекса, а значит составные индексы стоит использовать разумно.

Как было сказано, запрос может извлечь огромную выгоду, если все необходимые данные сразу расположены на листьях индекса, как и сам индекс. Это не проблема для кластеризованного индекса, т.к. все данные уже там (вот почему так важно хорошенько подумать когда вы создаете кластеризованный индекс). Но некластеризованный индекс на листьях содержит только ключевые столбцы. Для доступа ко всем остальным данным оптимизатору запросов необходимы дополнительные шаги, что может вызвать значительные дополнительные накладные расходы для выполнения ваших запросов.

Вот где покрывающий индекс спешит на помощь. Когда вы определяете некластеризованный индекс, то можете указать дополнительные столбцы к вашим ключевым.

Таким образом покрывающий индекс не должен содержать все выбираемые столбцы запроса в структуре дерева индекса, а только те, которые будут использованы для фильтрации или группировки данных в запросе, остальные столбцы из секции SELECT должны быть помещены в INCLUDE раздел индекса.

Возможно вам будет полезен ответ из другого вопроса на

В приведенном примере использован составной индекс из 3 полей, а не покрывающий индекс, код для создания покрывающего индекса будет выглядеть следующим образом:

CREATE NONCLUSTERED INDEX ON . ( ASC) INCLUDE (, ) WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, SORT_IN_TEMPDB = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, DROP_EXISTING = OFF, ONLINE = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON

Отвечая на ваш вопрос:

для покрывающего индекса порядок столбцов в секции INCLUDE не важен , но важен порядок столбцов для составного индекса , т.к. данные колонок помещаются в дерево индекса по порядку перечисления столбцов и оптимизатор запроса не сможет использовать индекс из 2 колонок для поиска значений только 2 колонки. Наглядный пример того, как будет выглядеть структура индекса из 2 колонок (EMPLOYEE_ID, SUBSIDIARY_ID) вы можете увидеть на рисунке.