Brakujące indeksy

Brakujące indeksy sygnalizują niedostatek struktur przyspieszających wyszukiwanie danych, spowalniający wykonanie zapytań.

Rola indeksu w wyszukiwaniu danych

Indeks bazy danych jest dodatkową strukturą organizującą informacje o wartościach zapisanych w jednej lub kilku kolumnach tabeli. Jego zadaniem jest ułatwienie znalezienia pasujących rekordów bez odczytywania każdej pozycji po kolei. Najczęściej stosuje się indeksy oparte na strukturze B-tree, która pozwala szybko przechodzić do zakresu wartości, wyszukiwać konkretny klucz oraz porządkować wyniki zgodnie z kolejnością indeksu. Dokładna implementacja zależy od silnika bazy danych, ale ogólna zasada polega na zmniejszeniu liczby wierszy wymagających odczytu.

Brakujący indeks nie zawsze oznacza błąd w samej tabeli. Jest to sytuacja, w której zapytanie filtruje, łączy albo sortuje dane według kolumn, dla których nie istnieje struktura pomocna dla optymalizatora zapytań. W takiej sytuacji silnik może wybrać skanowanie całej tabeli lub dużej jej części. Przy niewielkiej liczbie rekordów różnica pozostaje niezauważalna, lecz wraz ze wzrostem tabeli rośnie liczba operacji wejścia-wyjścia, czas odczytu i zużycie pamięci.

Jak brak indeksu zmienia plan wykonania zapytania

Silnik bazy danych analizuje zapytanie i na podstawie statystyk dotyczących rozkładu wartości wybiera plan wykonania. Jeżeli warunek wyszukiwania dotyczy kolumny bez użytecznego indeksu, plan może zawierać pełny skan tabeli. Oznacza to odczyt kolejnych stron danych i sprawdzenie warunku dla wielu rekordów, także tych, które z góry nie mogą spełnić kryterium. Przy zapytaniu zwracającym pojedynczy wiersz taki sposób pracy może być nieproporcjonalnie kosztowny.

Problem może dotyczyć również operacji JOIN, sortowania i grupowania. Jeżeli kolumny używane do połączenia tabel nie mają odpowiednich indeksów, silnik może wykonywać kosztowne porównania między dużymi zbiorami rekordów. Brak indeksu na kolumnie używanej w ORDER BY może prowadzić do dodatkowego sortowania, a przy GROUP BY do utworzenia struktur pomocniczych w pamięci lub na dysku. Sam fakt istnienia indeksu nie gwarantuje jego wykorzystania, ponieważ optymalizator porównuje przewidywany koszt różnych planów.

Rozpoznawanie rzeczywistego niedoboru indeksowania

Ocena brakującego indeksu wymaga sprawdzenia planu wykonania oraz charakteru zapytania. Należy zwrócić uwagę na operacje skanowania, liczbę odczytanych wierszy, przewidywaną i rzeczywistą liczbę rekordów oraz koszt sortowania lub łączenia tabel. Istotna jest także selektywność kolumny, czyli zdolność do zawężenia wyniku. Indeks na kolumnie, której większość wierszy ma tę samą wartość, może dawać niewielką korzyść, szczególnie gdy zapytanie zwraca dużą część tabeli.

W przypadku warunków obejmujących kilka kolumn znaczenie ma kolejność kluczy w indeksie złożonym. Indeks uporządkowany najpierw według kolumny używanej w selektywnym warunku może być bardziej użyteczny niż indeks rozpoczynający się od kolumny o małej liczbie różnych wartości. Czasami skuteczny jest indeks pokrywający, który zawiera nie tylko kolumny filtrowania, lecz także dane potrzebne do zwrócenia wyniku. Ogranicza to konieczność dodatkowego odczytu tabeli, ale zwiększa rozmiar indeksu.

Równowaga między szybkim odczytem a kosztem indeksów

Dodanie indeksu nie jest bezpłatne. Każda operacja INSERT, UPDATE lub DELETE może wymagać zmiany jednej albo kilku struktur indeksowych. Większa liczba indeksów oznacza więc dodatkową pracę przy modyfikowaniu danych, większe zużycie miejsca na dysku oraz dłuższe operacje utrzymaniowe. Indeks powinien wynikać z obserwowanego sposobu używania tabeli, a nie z samej obecności kolumny w schemacie. Nieużywane lub powielające się indeksy mogą pogarszać działanie aplikacji zamiast je poprawiać.

Przy diagnozowaniu spowolnień warto rozdzielić brak indeksu od innych przyczyn, takich jak nieaktualne statystyki, niepasujący typ danych, funkcja zastosowana na filtrowanej kolumnie, konwersja niejawna albo zapytanie zwracające zbyt wiele danych. Po zmianie indeksowania należy ponownie zmierzyć czas wykonania i obciążenie, ponieważ poprawa jednego zapytania może zmienić wybór planu dla innych operacji. Warszawskie Pogotowie Komputerowe wykonuje profesjonalną naprawę laptopów, komputerów PC i ich podzespołów, a w przypadku problemów z aplikacjami bazodanowymi na komputerze można rozpocząć od sprawdzenia obciążenia, konfiguracji oraz sposobu działania programu.