Индекс (англ. index ) — объект базы данных, создаваемый с целью повышения производительности поиска данных. Таблицы в базе данных могут иметь большое количество строк, которые хранятся в произвольном порядке, и их поиск по заданному критерию путём последовательного просмотра таблицы строка за строкой может занимать много времени. Индекс формируется из значений одного или нескольких столбцов таблицы и указателей на соответствующие строки таблицы и, таким образом, позволяет искать строки, удовлетворяющие критерию поиска. Ускорение работы с использованием индексов достигается в первую очередь за счёт того, что индекс имеет структуру, оптимизированную под поиск — например, сбалансированного дерева.
Некоторые СУБД расширяют возможности индексов введением возможности создания индексов по столбцам представлений [1] или индексов по выражениям. [2] Например, индекс может быть создан по выражению upper(last_name) и соответственно будет хранить ссылки, ключом к которым будет значение поля last_name в верхнем регистре. Кроме того, индексы могут быть объявлены как уникальные и как неуникальные. Уникальный индекс реализует ограничение целостности на таблице, исключая возможность вставки повторяющихся значений.
Содержание
Содержание
Архитектура [ править | править код ]
Существует два типа индексов: кластерные и некластерные. При наличии кластерного индекса строки таблицы упорядочены по значению ключа этого индекса. Если в таблице нет кластерного индекса, таблица называется кучей [3] . Некластерный индекс, созданный для такой таблицы, содержит только указатели на записи таблицы. Кластерный индекс может быть только одним для каждой таблицы, но каждая таблица может иметь несколько различных некластерных индексов, каждый из которых определяет свой собственный порядок следования записей.
Индексы могут быть реализованы различными структурами. Наиболее часто употребимы B*-деревья, B+-деревья, B-деревья и хеши.
Последовательность столбцов в составном индексе [ править | править код ]
Последовательность, в которой столбцы представлены в составном индексе, достаточно важна. Дело в том, что получить набор данных по запросу, затрагивающему только первый из проиндексированных столбцов, можно. Однако в большинстве СУБД невозможно или неэффективно получение данных только по второму и далее проиндексированным столбцам (без ограничений на первый столбец).
Например, представим себе телефонный справочник, отсортированный вначале по городу, затем по фамилии, и затем по имени. Если вы знаете город, вы можете легко найти все телефоны этого города. Однако в таком справочнике будет весьма трудоёмко найти все телефоны, записанные на определённую фамилию — для этого необходимо посмотреть в секцию каждого города и поискать там нужную фамилию. Некоторые СУБД выполняют эту работу, остальные же просто не используют такой индекс.
Производительность [ править | править код ]
Для оптимальной производительности запросов индексы обычно создаются на тех столбцах таблицы, которые часто используются в запросах. Для одной таблицы может быть создано несколько индексов. Однако увеличение числа индексов замедляет операции добавления, обновления, удаления строк таблицы, поскольку при этом приходится обновлять сами индексы. Кроме того, индексы занимают дополнительный объем памяти, поэтому перед созданием индекса следует убедиться, что планируемый выигрыш в производительности запросов превысит дополнительную затрату ресурсов компьютера на сопровождение индекса.
Ограничения [ править | править код ]
Индексы полезны для многих приложений, однако на их использование накладываются ограничения. Возьмём такой запрос SQL:
SELECT first_name FROM people WHERE last_name = ‘Франкенштейн’; .
Для выполнения такого запроса без индекса СУБД должна проверить поле last_name в каждой строке таблицы (этот механизм известен как «полный перебор» или «полное сканирование таблицы», в плане может отображаться словом NATURAL). При использовании индекса СУБД просто проходит по B-дереву, пока не найдёт запись «Франкенштейн». Такой проход требует гораздо меньше ресурсов, чем полный перебор таблицы.
Теперь возьмём такой запрос:
SELECT email_address FROM customers WHERE email_address LIKE ‘%@yahoo.com’; .
Этот запрос должен нам найти всех клиентов, у которых е-мейл заканчивается на @yahoo.com, однако даже если по столбцу email_address есть индекс, СУБД всё равно будет использовать полный перебор таблицы. Это связано с тем, что индексы строятся в предположении, что слова/символы идут слева направо. Использование символа подстановки в начале условия поиска исключает для СУБД возможность использования поиска по B-дереву. Эта проблема может быть решена созданием дополнительного индекса по выражению reverse(email_address) и формированием запроса вида:
SELECT email_address FROM customers WHERE reverse(email_address) LIKE reverse(‘%@yahoo.com’); .
В данном случае символ подстановки окажется в самой правой позиции (moc.oohay@%), что не исключает использование индекса по reverse(email_address).
Разрежённый индекс [ править | править код ]
Разрежённый индекс (англ. sparse index ) в базах данных — это файл с последовательностью пар ключей и указателей. [4] Каждый ключ в разрежённом индексе, в отличие от плотного индекса, ассоциируется с определённым указателем на блок в сортированном файле данных. Идея использования индексов пришла оттого, что современные базы данных слишком массивны и не помещаются в основную память. Мы обычно делим данные на блоки и размещаем данные в памяти поблочно. Однако поиск записи в БД может занять много времени. С другой стороны, файл индексов или блок индексов намного меньше блока данных и может поместиться в буфере основной памяти, что увеличивает скорость поиска записи. Поскольку ключи отсортированы, можно воспользоваться бинарным поиском. В кластерных индексах с дублированными ключами разрежённый индекс указывает на наименьший ключ в каждом блоке.
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 SELECT и предложения WHERE, 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:
Одноколоночные индексы
Индекс для одного столбца создается на основе только одного столбца таблицы. Базовый синтаксис выглядит следующим образом.
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.
Составные индексы
Составной индекс является индексом для двух или более столбцов таблицы. Его основной синтаксис выглядит следующим образом.
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:
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.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Дата публикации: 2017-12-08
От автора: индексы SQL представляют собой специальные таблицы, которые поисковая система базы данных может использовать для ускорения поиска данных. Проще говоря, индекс является указателем на данные в таблице. Индекс в базе данных очень похож на содержание в конце книги.
Например, если вы хотите сослаться на все страницы в книге, на которых рассмотрена определенная тема, вам сначала нужно сослаться на индекс, в котором перечислены все темы в алфавитном порядке, а затем на несколько конкретных номеров страниц.
Индекс позволяет увеличить производительность запросов SELECT и WHERE, но замедляет ввод данных с помощью операторов UPDATE и INSERT. Индексы можно создать или удалить не затрагивая данные.
Создание индекса включает инструкцию CREATE INDEX, которая позволяет указать индекс, таблицу и столбцы или столбцы для индексации, а также задать порядок индексации: по возрастанию или по убыванию.
Индексы также могут быть уникальными, например ограничение UNIQUE, в котором мы запрещаем добавление дублирующих записей в столбец или в комбинацию столбцов с указанным индексом.
Команда CREATE INDEX
Основной синтаксис CREATE INDEX следующий.
Как создать сайт самому?
Какие технологии и знания необходимы сегодня, чтобы создавать сайты самостоятельно? Узнайте на интенсиве!
