Кластеризованные и некластеризованные индексы

Область применения: SQL Server База данных SQL Azure Управляемый экземпляр SQL Azure

Индекс является структурой на диске, которая связана с таблицей или представлением и ускоряет получение строк из таблицы или представления. Индекс содержит ключи, построенные из одного или нескольких столбцов в таблице или представлении. Эти ключи хранятся в виде структуры сбалансированного дерева, которая поддерживает быстрый поиск строк по их ключевым значениям в SQL Server.

Таблица или представление может иметь индексы следующих типов.

• кластеризация.

  • Кластеризованные индексы сортируют и хранят строки данных в таблицах или представлениях на основе их ключевых значений. Эти ключевые значения — это столбцы, включенные в определение индекса. Существует только один кластеризованный индекс для каждой таблицы, так как строки данных могут храниться в единственном порядке.
  • Строки данных в таблице хранятся в порядке сортировки только в том случае, если таблица содержит кластеризованный индекс. Если у таблицы есть кластеризованный индекс, то таблица называется кластеризованной. Если у таблицы нет кластеризованного индекса, то строки данных хранятся в неупорядоченной структуре, которая называется кучей.

• Некластеризованный

  • Некластеризованные индексы имеют структуру, отдельную от строк данных. В некластеризованном индексе содержатся значения ключа некластеризованного индекса, и каждая запись значения ключа содержит указатель на строку данных, содержащую значение ключа.

  • Указатель из строки индекса в некластеризованном индексе, который указывает на строку данных, называется указателем строки. Структура указателя строки зависит от того, хранятся ли страницы данных в куче или в кластеризованной таблице. Для кучи указатель строки является указателем на строку. Для кластеризованной таблицы указатель строки данных является ключом кластеризованного индекса.

  • Можно добавить некластеризованные столбцы на конечный уровень некластеризованного индекса, чтобы обойти существующие ограничения ключа индекса и выполнить полностью охваченные запросы. Дополнительные сведения см. в статье Создание индексов с включенными столбцами. Дополнительные сведения об ограничениях ключа индекса см. в разделе "Максимальная емкость" для SQL Server.

Как кластеризованные, так и некластеризованные индексы могут быть уникальными. При использовании уникального индекса две строки не могут иметь одинаковое значение для ключа индекса. В противном случае индекс не является уникальным, и несколько строк могут совместно использовать одно и то же значение ключа. Дополнительные сведения см. в статье Создание уникальных индексов.

Обслуживание индексов таблиц и представлений происходит автоматически при любом изменении данных в таблице.

Дополнительные типы индексов специальных назначений см. в индексах индексов специальных назначений.

Индексы и ограничения

SQL Server автоматически создает индексы при определении ограничений PRIMARY KEY и UNIQUE в столбцах таблицы. Например, при создании таблицы с ограничением UNIQUE ядро СУБД автоматически создает некластеризованный индекс. Если вы настроите первичный ключ, ядро СУБД автоматически создает кластеризованный индекс, если кластеризованный индекс еще не существует. Если вы пытаетесь применить ограничение PRIMARY KEY в существующей таблице, для которой уже создан кластеризованный индекс, SQL Server применяет первичный ключ с помощью некластеризованного индекса.

Дополнительные сведения см. в разделах Создание первичных ключей и Создание ограничений уникальности.

Использование индексов оптимизатором запросов

Хорошо разработанные индексы могут снизить операции ввода-вывода на диске и использовать меньше системных ресурсов. Таким образом, эти индексы повышают производительность запросов. Индексы могут быть полезны для различных запросов, содержащих инструкции SELECT, UPDATE, DELETE или MERGE. Рассмотрим запрос SELECT JobTitle, HireDate FROM HumanResources.Employee WHERE BusinessEntityID = 250 в базе данных AdventureWorks2022 . При выполнении этого запроса оптимизатор запросов оценивает все доступные методы получения данных и выбирает наиболее эффективный метод. Этот метод может быть сканированием таблицы или сканировать один или несколько индексов, если они существуют.

Во время сканирования таблицы оптимизатор запросов считывает все строки в таблице и извлекает строки, соответствующие критериям запроса. Просмотр таблицы формирует много дисковых операций ввода-вывода и может быть ресурсоемкой операцией. Но если результирующий набор запроса содержит высокий процент строк таблицы, то просмотр таблицы может оказаться самым эффективным методом.

Когда оптимизатор запросов использует индекс, он выполняет поиск по ключевым столбцам индекса, находит место хранения запрашиваемых строк и извлекает оттуда совпадающие строки. Как правило, поиск индекса гораздо быстрее, чем поиск в таблице. В отличие от таблицы, индекс часто содержит очень мало столбцов для каждой строки, а строки отсортированы по порядку.

Оптимизатор запросов обычно выбирает наиболее эффективный метод при выполнении запросов. Но если отсутствуют доступные индексы, оптимизатор запросов должен использовать просмотр таблицы. Ваша задача — спроектировать и создать индексы, которые лучше всего подходят для конкретной среды, чтобы оптимизатор запросов мог выбирать из нескольких эффективных индексов. SQL Server предоставляет помощник по настройке ядра СУБД для анализа среды базы данных и выбора соответствующих индексов.

Связанный контент

• Руководство по архитектуре и разработке индексов SQL Server и Azure SQ
• Создание кластеризованного индекса
• Создание некластеризованных индексов