Индексы в РСУБД, виды индексов.

Индекс — специальная структура данных, предназначенная для ускорения поиска и сортировки данных в таблицах. Создается по одному или нескольким столбцам таблицы и хранит:

• значение индексируемых полей
• указатели на соответствующие строки таблицы

Аналогия: индекс в книге позволяет быстро найти нужную страницу, не просматривая всю книгу

Назначение индексов:

• ускорение SELECT, JOIN
• быстрое выполнение WHERE, ORDER BY, GROUP BY
• обеспечение уникальности

Недостатки:

• замедление INSERT, UPDATE, DELETE
• дополнительная память
• нуждаются в обслуживании (перестроение, обновление)

⸻

Классификация индексов

По уникальности

• Уникальный индекс — запрещает дублирование значений, автоматически создаётся для PK.
• Неуникальный индекс — допускает повторяющиеся значения, используется только для ускорения поиска.

⸻

По количеству столбцов

Кластеризованный индекс

• определяет физический порядок хранения строк в таблице
• данные таблицы хранятся отсортированными по ключу индекса
• один на таблицу
• обычно создаётся для PRIMARY KEY

Некластеризованный индекс

• хранит:
  • ключ индекса
  • указатель на строку (или на кластеризованный индекс)
• не влияет на физический порядок строк
• может быть несколько на одну таблицу

⸻

По способу хранения

• Однопольный индекс — создается по одному столбцу
• Составной (многопольный) индекс — создается по нескольким столбцам

Порядок столбцов имеет значение

⸻

По структуре данных

• B-tree
  • самый распространённый тип
  • эффективен для диапазонных запросов (<, >, BETWEEN)
  • используется по умолчанию во многих СУБД
• Hash
  • использует хеш-таблицу
  • эффективен для точного поиска (=)
  • не подходит для диапазонных запросов и сортировки
• Bitmap
  • использует битовые карты
  • эффективен, когда мало уникальных значений
  • часто используется в аналитических системах
• GiST, GIN, SP-GiST (PostgreSQL)
  • применяются для нестандартных данных:
  • массивы
  • JSON
  • полнотекстовый поиск
  • геоданные

⸻

Плотный индекс

Таблица индексов имеет структуру (ключ, номер записи в таблице) в отсортированном виде по ключу, при этом она разделена на блоки.