データベースのインデックスの仕組みと種類

Summary

この動画では、SQLデータベースにおけるインデックスの種類と内部構造について詳しく解説しています。インデックスの目的は、データ検索を高速化し、無駄なデータアクセスを削減することです。クラスター化インデックス、非クラスター化インデックス、カバリングインデックス、不可欠インデックスの特徴や使用場面を説明し、それぞれの利点と欠点、適切な使用法について触れています。また、インデックスの過剰使用によるオーバーヘッドやストレージ容量の圧迫などの注意点にも言及し、最適なインデックス運用方法を提案しています。

Takeaways

• 😀 インデックスはデータアクセスの無駄を減らし、検索を高速化するために必要です。
• 😀 インデックスはツリー構造を使ってデータを探し、順番に検索する方法に比べて効率的です。
• 😀 インデックスを追加することで、データ更新（挿入・更新）の際にオーバーヘッドが発生し、パフォーマンスが低下することがあります。
• 😀 データページとインデックスページは別々に存在し、データ更新時には両方が更新される必要があります。
• 😀 インデックスにはクラスター化インデックスと非クラスター化インデックスの2種類があり、それぞれ特徴が異なります。
• 😀 クラスター化インデックスはリーフ部がデータページそのものであり、テーブルに対して1つしか設定できません。
• 😀 非クラスター化インデックスはリーフ部にポインタを持ち、複数のインデックスをテーブルに付けることができます。
• 😀 大量データを取り出す際には、クラスター化インデックスが効率的ですが、少量のデータを取得する場合は非クラスター化インデックスが適しています。
• 😀 カバリングインデックスはインデックスページ自体に必要なデータを持ち、データページのルックアップを避けるため、検索が高速になります。
• 😀 不可欠インデックスは、カバリングインデックスの改善版であり、データ容量が少なく、更新時のオーバーヘッドが小さいです。
• 😀 インデックスの更新時にオーバーヘッドが最小限になるように設計し、無駄なカラムにインデックスを貼らないことが重要です。

Q & A

インデックスの目的は何ですか？

インデックスの目的は、無駄なデータアクセスを減らし、特定のデータを効率よく探し出すことです。これにより、検索速度が向上し、I/O回数を削減できます。

インデックスなしでデータを検索するときの問題点は何ですか？

インデックスなしでデータを検索する場合、順番にデータを全て調べる必要があり、無駄なI/Oが増えて検索速度が遅くなります。

インデックスの内部構造について教えてください。

インデックスには主に「データページ」と「インデックスページ」の2種類があり、データが「データページ」に保存され、インデックス情報は「インデックスページ」に保存されます。インデックスページはツリー構造を形成し、検索時に上から順に辿っていきます。

クラスター化インデックスと非クラスター化インデックスの違いは何ですか？

クラスター化インデックスでは、インデックスのリーフ部分が実際のデータページそのものであり、データは物理的にインデックスの順序で並べられます。非クラスター化インデックスでは、リーフ部分がデータページへのポインタであり、インデックスとデータの並びは独立しています。

非クラスター化インデックスを使う場合の利点と欠点は何ですか？

非クラスター化インデックスの利点は、テーブルに複数のインデックスを設定できることです。欠点は、大量のデータを取り出す場合にインデックスページを何度も参照する必要があり、オーバーヘッドが増えて性能が低下することです。

カバリングインデックスとは何ですか？

カバリングインデックスは、インデックス内にクエリで必要なデータを全て格納し、実データにアクセスする必要がないようにするインデックスです。これにより、クエリのパフォーマンスが向上しますが、インデックスページの容量が大きくなる点が欠点です。

不可欠インデックスの利点は何ですか？

不可欠インデックスは、リーフ部分に実データを格納するため、データページへのアクセスを完全に省略でき、クエリパフォーマンスがさらに向上します。カバリングインデックスと比較して、インデックスページのサイズを小さく保つことができます。

インデックス更新時のオーバーヘッドについて説明してください。

インデックスを更新する際、実データの更新に伴ってインデックスも更新する必要があります。カバリングインデックスの場合、各ノードにデータが保持されるため、更新範囲が広くなりオーバーヘッドが大きくなります。不可欠インデックスはリーフ部分のみが更新されるため、オーバーヘッドが少なく、更新性能が向上します。

インデックスの選択時に考慮すべき点は何ですか？

インデックスを選ぶ際は、クエリのパフォーマンスを最適化するために、無駄なカラムの選択を避け、インデックスの更新に伴うオーバーヘッドを最小限に抑えることが重要です。また、インデックスのサイズやストレージ容量にも配慮する必要があります。

SQL Serverでインデックスを無駄に増やすとどんな問題が発生しますか？

インデックスを無駄に増やすと、ストレージ容量が圧迫されるだけでなく、データの挿入、更新、削除時に余計なオーバーヘッドがかかり、全体的なパフォーマンスが低下します。