5.2.5Уникальность индекса — до 15 мин.

Вы можете определить индекс SQL Server как уникальный или неуникальный. В уникальном индексе каждое значение индексного ключа должно быть уникальным. В неуникальном индексе допускается дублирование индексных ключей в таблице данных. Эффективность неуникального индекса зависит от избирательности (селективности) данного индекса.

Уникальный индекс содержит только одну строку данных для каждого индексного ключа; иными словами, значения индексного ключа не могут присутствовать в индексе более одного раза. Использование уникальных индексов гарантирует, что для поиска запрошенных данных требуется всего одна дополнительная операция ввода-вывода. SQL Server обеспечивает уникальность индекса по колонкам или комбинации колонок, образующих ключ индекса. SQL Server не допускает занесения дублированных значений ключа в базу данных. Если вы попытаетесь сделать это, появится сообщение об ошибке. SQL Server создает уникальные индексы, если задали по таблице ограничение PRIMARY KEY или ограничение UNIQUE..

Индекс можно сделать уникальным, только если уникальны сами данные. Если данные какой-либо колонки не обладают свойством уникальности, то вы можете все же создать уникальный индекс, используя составной индекс. Например, колонка last name (фамилия), возможно, не будет уникальной, но комбинация данных этой колонки с колонками first name (имя) и middle name (отчество) может образовать уникальный индекс по данной таблице. Если вы попытаетесь вставить в таблицу строку, которая дает дублированное значение индексного ключа в уникальном индексе, то вставка не будет выполнена.

Неуникальный индекс действует так же, как уникальный индекс, за исключением того, что он может содержать дублированные значения в узлах-листьях. Все дублированные значения будут считываться, если они отвечают критерию, указанному в операторе SELECT.

Неуникальный индекс не столь эффективен, как уникальный индекс, поскольку для считывания запрошенных данных он требует дополнительной обработки (дополнительных операций ввода-вывода). Но некоторые приложения требуют использования дублированных ключей, поэтому иногда нет возможности создания уникального индекса. В некоторых случаях использовать неуникальный индекс лучше, чем вообще не использовать никакого индекса.

5.2.6Типы индексов — до 25 мин.

Существует два типа индексов B-деревьев: кластеризованные индексы и некластеризованные индексы. Кластеризованный индекс – это индекс в виде B-дерева, где хранятся реальные строки данных таблицы в отсортированном порядке в узлах-листьях (см. рисунок 5.6). Эта система дает несколько преимуществ и имеет несколько недостатков.

Рисунок 5.6. Кластеризованный индекс

Поскольку данные кластеризованного индекса хранятся в узлах-листьях, то данные становятся доступны, как только найден определенный узел-лист, что может сокращать количество операций ввода-вывода. Любое сокращение числа этих операций повышает производительность отдельных операций и системы в целом.

Еще одним преимуществом кластеризованных индексов является то, что считываемые данные получаются в отсортированном по индексу виде. Например, если кластеризованный индекс создан по колонкам state, county и city и в запросе происходит выбор данных для значения Texas колонки state, то результирующий набор будет отсортирован по колонкам county и city в том порядке, как определен индекс. Эту возможность можно использовать, чтобы избежать ненужных операций сортировки, если приложение и база данных организованы соответствующим образом. Например, если вы знаете, что вам всегда требуется сортировка данных в определенном порядке, то использование кластеризованного индекса означает, что вам не потребуется выполнять сортировку после считывания данных.

Недостатком использования кластеризованного индекса является то, что доступ к таблице всегда происходит через индекс, что может приводить к дополнительной нагрузке на систему. SQL Server начинает доступ к данным в корневом узле и проходит через индекс, пока не будет достигнут узел-лист, содержащий нужные данные. Если из-за большого объема данных создается много узлов-листьев, то количество уровней индекса, необходимых для поддержки столь большого числа узлов-листьев, тоже становится большим, что увеличивает количество операций ввода-вывода, необходимых для перемещения от корневого узла к узлу-листу.

Поскольку в кластеризованном индексе хранятся реальные данные, вы не можете создать более одного кластеризованного индекса по таблице. С другой стороны, вы можете создать некластеризованный индекс по кластеризованной таблице. (Кластеризованная таблица – это просто таблица, имеющая кластеризованный индекс.) Вам следует создавать кластеризованный индекс, используя индексные ключи, к которым наиболее часто осуществляется доступ: это даст вам наибольшую вероятность доступа к данным через кластеризованный индекс и, тем самым, наиболее высокую производительность.

В отличие от кластеризованного индекса некластеризованный индекс не содержит реальных данных таблицы в своих узлах-листьях. Узлы-листья могут содержать один из двух типов информации о местоположении строк данных. Во-первых, если по таблице не создан кластеризованный индекс, то некластеризованные индексы по этой таблице хранят в своих узлах-листьях идентификаторы строк (Row ID) (см. рисунок 5.7). Каждый идентификатор строки указывает реальную строку данных в таблице. Идентификатор строки – это значение, включающее в себя номер файла данных, номер страницы и местоположение строки на этой странице. Это значение обеспечивает быстрый доступ к реальным данным, указывая точное местоположение этих данных.

Если по таблице создан кластеризованный индекс, то некластеризованные индексы будут содержать в узле-листе значение ключа кластеризованного индекса для этих данных (см. рисунок 5.8). При достижении узла-листа некластеризованного индекса находящееся в нем значение кластеризованного ключа используется для поиска в кластеризованном индексе, соответствующий узел-лист которого содержит искомую строку данных.

Каждая таблица может иметь только один кластеризованный индекс. Вы можете создать до 249 некластеризованных индексов на одну таблицу. Обычно на практике используется несколько некластеризованных индексов по различным колонкам таблицам. Чтобы определить, какой индекс использовать, оптимизатор запросов использует предикат в предложении WHERE.

Рисунок 5.7 — Некластеризованный индекс по таблице, не имеющей кластеризованного индекса

Рисунок 5.8. Некластеризованный индекс по таблице, имеющей кластеризованный индекс