Индекс — это специальная структура данных, которая ускоряет операции поиска и сортировки в таблицах баз данных. Индексы работают подобно оглавлению в книге, позволяя СУБД быстро находить данные без необходимости полного сканирования таблицы.

Основные типы индексов в SQL Server

1. Кластеризованный индекс

CREATE CLUSTERED INDEX IX_Employees_ID ON Employees(EmployeeID);

• Определяет физический порядок данных в таблице
• Только один на таблицу (поскольку данные могут быть физически упорядочены только одним способом)
• Содержит все данные таблицы в листовых узлах
• Лучше всего подходит для столбцов с уникальными значениями (первичные ключи)

2. Некластеризованный индекс

CREATE NONCLUSTERED INDEX IX_Employees_LastName ON Employees(LastName);

• Отдельная структура от данных таблицы
• Может быть несколько на таблицу (до 999 в SQL Server)
• Содержит ключи индекса + указатель на данные
• Использует кластеризованный индекс (если есть) для поиска данных

3. Уникальный индекс

CREATE UNIQUE INDEX UQ_Employees_Email ON Employees(Email);

• Гарантирует уникальность значений в индексируемых столбцах
• Может быть как кластеризованным, так и некластеризованным
• Автоматически создается для PRIMARY KEY и UNIQUE constraints

4. Составной индекс

CREATE INDEX IX_Employees_DeptName ON Employees(DepartmentID, LastName);

• Создается по нескольким столбцам
• Порядок столбцов критически важен для производительности
• Эффективен для запросов, фильтрующих по префиксу ключа

5. Индекс с включенными столбцами

CREATE INDEX IX_Employees_Covering ON Employees(DepartmentID) INCLUDE (LastName, FirstName);

• Содержит ключевые столбцы + дополнительные включенные столбцы
• Позволяет выполнять запросы без обращения к таблице (index-only scan)
• Уменьшает операции ввода-вывода

Как работают индексы

1. B-дерево — основная структура хранения индексов

   • Корневой узел (Root)
   • Промежуточные узлы (Intermediate)
   • Листовые узлы (Leaf)

2. Статистика — SQL Server использует статистику для оценки эффективности индекса

3. Планировщик запросов решает, использовать ли индекс на основе стоимости операции

Когда использовать индексы

1. Столбцы часто используемые в WHERE, JOIN, ORDER BY
2. Таблицы с большим количеством строк
3. Низкая селективность (высокая уникальность значений)
4. Частые поисковые операции против редких изменений данных

Когда индексы могут навредить

1. Частые операции INSERT/UPDATE/DELETE
2. Маленькие таблицы (полное сканирование может быть быстрее)
3. Столбцы с низкой селективностью (например, пол с значениями М/Ж)
4. Чрезмерное количество индексов на таблицу

Мониторинг и обслуживание индексов

1. Анализ использования:

SELECT * FROM sys.dm_db_index_usage_stats;

2. Поиск отсутствующих индексов:

SELECT * FROM sys.dm_db_missing_index_details;

3. Перестроение/реорганизация:

ALTER INDEX IX_Employees_ID ON Employees REBUILD;
ALTER INDEX IX_Employees_LastName ON Employees REORGANIZE;

Оптимизация индексов

1. Выбирайте правильный тип индекса под задачу
2. Следите за порядком столбцов в составных индексах
3. Используйте INCLUDE для покрывающих индексов
4. Регулярно обслуживайте (дефрагментируйте) индексы
5. Удаляйте неиспользуемые индексы

Резюмируем

Индексы — это мощный механизм оптимизации запросов:

• Ускоряют поиск данных (WHERE, JOIN)
• Оптимизируют сортировку (ORDER BY)
• Повышают производительность при правильном использовании
• Требуют баланса между чтением и записью данных

Правильно спроектированные индексы могут улучшить производительность на порядки, но требуют тщательного проектирования и регулярного обслуживания.