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SQL Serverにおけるインデックスの選択

インデックスとは

インデックスは、データベースのテーブルにおけるデータの検索速度を向上させるための構造です。これは、本の索引と似ており、特定のデータを素早く見つけるために使います。

クエリにおけるインデックスの役割

検索効率の向上: クエリが実行されるとき、SQL Serverは最適なインデックスを選択し、データの検索を高速化します。
自動選択: SQL Serverは通常、利用可能なインデックスの中から最も効率的なものを自動的に選択します。

インデックスの種類

クラスター化インデックス: データを物理的な順序で格納し、各行がインデックスキーによって一意に識別されます。
ノンクラスター化インデックス: クラスター化インデックスとは異なり、データ行自体ではなく、データへのポインタを格納します。

クエリオプティマイザ

SQL Serverには「クエリオプティマイザ」というコンポーネントがあり、クエリに最適な実行計画を作成します。
オプティマイザは、利用可能なインデックスを考慮して、データアクセス方法を決定します。

インデックスの手動選択

通常は推奨されませんが、特定のシナリオではWITH (INDEX(インデックス名))のようなクエリヒントを使用して、特定のインデックスを強制的に使用することができます。

注意点

インデックスの過剰な使用は逆効果になることがあります。適切なインデックス戦略が重要です。
クエリのパフォーマンスに関して問題がある場合は、インデックスの再評価が必要になることがあります。

SQL Serverのインデックス選択に関する基準と法則は、データベースのパフォーマンスを最適化するために非常に重要です。以下に、主な考慮点と基準をまとめました。

クエリの特性: 頻繁に実行されるクエリを分析し、WHERE句やJOIN条件で使用される列を特定します。これらの列に適切なインデックスを追加することで、データの取得速度を向上させることができます。
列の特性: インデックスキーとして使用する列を選ぶ際には、その列の特性を考慮する必要があります。例えば、整数型の列はインデックスキーに適していますが、テキスト型や大きなバイナリデータ型の列は、インデックスキーとして適していない場合があります。
インデックスの種類: クラスター化インデックスとノンクラスター化インデックス、特殊な目的のインデックス（例えば、フィルタリングされたインデックスや列ストアインデックス）など、さまざまな種類のインデックスがあります。クエリの要件に基づいて最適なインデックスタイプを選択します。
テーブルのサイズ: 小規模なテーブル（例えば、1000ページ以下）では、SQL Serverのクエリオプティマイザはテーブル全体をスキャンすることを好むため、インデックスの利点が少ない場合があります。
インデックスの順序: 複数の列を含むインデックスキーの場合、列の順序が重要です。クエリ条件で最初に使用される列をインデックスキーの最初に配置することを検討します。
ストレージとメンテナンスの考慮: インデックスはストレージスペースを使用し、メンテナンスが必要です。インデックスは必要最小限の列で作成し、不必要なインデックスを避けることが重要です。
パフォーマンスのモニタリングと調整: インデックスは静的なものではなく、アプリケーションの変更に応じて更新や調整が必要です。インデックスのパフォーマンスを定期的にモニタリングし、必要に応じて最適化します。

SQL Serverのインデックス設計と選択は、芸術と科学の両方の要素を含んでいます。実際のデータアクセスパターンに基づいて適切なインデックス戦略を開発し、継続的に調整することが重要です。これらの点を考慮することで、SQL Serverのパフォーマンスを最適化し、アプリケーションの全体的な効率を向上させることができます。

参考資料:

SQL Serverのクエリオプティマイザが適切なインデックスを選択できない理由にはいくつかの典型的なケースがあります。

複雑な式や関数の使用: クエリにおいて、列の値に関数や複雑な式が使用されている場合、オプティマイザはインデックスを効果的に使用できないことがあります。たとえば、WHERE ABS(column) = valueのような式では、columnにインデックスがあっても、関数ABSの使用がインデックス利用を妨げる可能性があります。
データの分布: インデックスされた列のデータが十分に分散していない（低いカーディナリティ）場合、オプティマイザはフルテーブルスキャンを選択することがあります。例えば、ほとんどの行が同じ値を持つ列にインデックスを設定しても、そのインデックスはあまり効果的ではありません。
統計情報の古さ: SQL Serverは統計情報を利用して最適なクエリプランを決定します。統計情報が古い場合、オプティマイザは実際のデータ分布を正確に反映していないため、最適でないインデックスを選択する可能性があります。
クエリの複雑さ: 非常に複雑なクエリや多数の結合を含むクエリでは、オプティマイザが最適なインデックス選択を見失う可能性があります。
マルチカラムインデックスの使用: マルチカラムインデックスがある場合、すべての列がクエリで等価演算子とともに使用されていないと、オプティマイザはインデックスを効率的に使用できないことがあります。例えば、インデックスがcolumn1とcolumn2に存在する場合、WHERE column1 = value AND column2 > anotherValueというクエリでは、インデックスはcolumn1に対してのみ効果的に使用されます。

これらの理由により、SQL Serverのクエリオプティマイザが最適なインデックスを選択できない場合があります。そのため、クエリの最適化やインデックスの設計には注意が必要です。また、定期的な統計情報の更新や、クエリの単純化、データ分布の理解などが効果的なインデックス選択に寄与します。

Index ヒント

T-SQLでは、特定のインデックスをクエリで明示的に使用するためにINDEXヒントを使用できます。これは、SQL Serverが選択するインデックスではなく、特定のインデックスを強制的に使用したい場合に有用です。ただし、通常、SQL Serverのクエリオプティマイザは最適なインデックスを自動的に選択するため、INDEXヒントの使用は特別なケースに限定されるべきです。

基本的な構文は以下のようになります：

SELECT * FROM テーブル名 WITH (INDEX(インデックス名))
WHERE 条件;

例えば、PeopleテーブルのPeople_Nameインデックスを強制的に使用したい場合、クエリは次のようになります：

SELECT * FROM People WITH (INDEX(People_Name))
WHERE [Name] = 'Peter';

また、インデックスIDを使用してインデックスを指定することもできます。例えば、クラスター化インデックスを強制的に使用するにはINDEX(0)を、最初のノンクラスター化インデックスを使用するにはINDEX(2)などを指定します。

重要なのは、INDEXヒントの使用はSQL Serverが自動的に選択するインデックスよりも効率的なパフォーマンスを提供しない場合があることです。そのため、このヒントの使用は慎重に行う必要があります。

例えば複雑なJoinだと、用意した'Index'が参照されず、クラスタインデックススキャンが発生して、ボトルネックになることを経験しました。
当初は用意した、Indexを利用していてくれたのが出たー量を増やすとおかしな動きをする場面が増えてきました
こういう場合は、Indexヒントで改善されるかを確認してみましょう。私の場合はうまくいったのですがあくまでも、ケースバイケースです。
どちらにしても、テーブルの中のデーター量が大きくなると思っていたのと違う動作が発生し勝ちです。
あらかじめ運用開始後のデーター量が予測できるところは、開発時にその量のデーターを用意して、検証するほうが無難です

詳細については、以下のソースを参照してください：
Microsoft Learn。

SQL ServerのJOIN操作に効果的なインデックスについて。

JOINとは？

JOINは、異なるテーブルのデータを組み合わせて、一つの結果セットを生成するSQL操作です。JOINの主な種類には、内部結合（INNER JOIN）、外部結合（LEFT JOIN、RIGHT JOIN、FULL OUTER JOIN）などがあります。

JOINに有効なインデックス

JOIN操作においてインデックスが役立つのは、特に結合されるテーブルの列（結合キー）にインデックスが設定されている場合です。

結合キーにインデックスを設定: JOINする際に使用する列（通常は外部キーや一意識別子）にインデックスを設定すると、クエリの実行効率が大幅に向上します。SQL Serverは、結合操作を実行する際に、インデックスを使って関連する行を迅速に見つけることができます。
複合インデックスの利用: 複数の列を結合条件に使用する場合、これらの列を含む複合インデックスを作成することが有効です。ただし、インデックスの列の順序は、クエリの結合条件における列の順序と一致している必要があります。
外部キー制約: 外部キー制約により、参照整合性が保たれます。SQL Serverは、外部キー制約が存在する列に自動的にインデックスを作成することがありますが、常にそうなるわけではありません。明示的にインデックスを設定することが推奨されます。

インデックス設計のベストプラクティス

適切な列を選択: JOIN操作で頻繁に使用される列にインデックスを設定します。
インデックスのオーバーヘッドを考慮: インデックスはパフォーマンスを向上させる一方で、追加のストレージスペースを必要とし、データの挿入や更新時にオーバーヘッドが発生します。そのため、必要なインデックスのみを作成し、不要なインデックスは避けることが重要です。

結論

JOIN操作でのインデックスの使用は、クエリのパフォーマンスを大幅に向上させることができます。ただし、インデックスは適切に設計され、管理される必要があります。結合キーの列に適切なインデックスを設定し、JOINのパフォーマンスを最適化することで、SQL Serverの全体的な効率が向上します。

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