Índices e otimização em SQL

Com este artigo, você aprenderá como criar índices em SQL, seja automaticamente por meio de chaves primárias e estrangeiras ou explicitamente em colunas selecionadas, além de usar o acima para melhorar a velocidade da consulta e identificar quais colunas usar. consultas, como aquelas usadas em cláusulas Where e Join.

Os índices

Os índices do SQL Server são estruturas de dados criadas em uma tabela de banco de dados para melhorar a velocidade da consulta, bem como para recuperar dados mais rapidamente e reduzir gargalos que afetam recursos críticos. Em uma tabela de banco de dados, os índices servem como uma técnica de otimização de desempenho.

Existem diferentes tipos de índices que podem ser usados ​​em SQL, mas os mais comuns são:

1. Índice de chave primária: Ele é criado automaticamente quando uma chave primária é definida em uma tabela. Garante a exclusividade dos valores na coluna da chave primária e agiliza a busca por esse campo.
2. Índice de chave externa: Criado automaticamente quando uma chave externa é definida (foreign key) em uma tabela. Acelera as operações join entre tabelas relacionadas.
3. Índice desagrupado: É explicitamente criado em uma ou mais colunas selecionadas pelo desenvolvedor. Melhora a velocidade de busca de dados, mas não altera a ordem física dos registros da tabela.

Otimização de consultas

A otimização de consultas visa ajustar as consultas e encontrar uma maneira de reduzir o tempo de resposta das consultas, evitar o consumo excessivo de recursos e identificar o baixo desempenho das consultas. Aqui estão algumas estratégias e técnicas comuns:

1. Use cláusulas como Where para filtrar os resultados e Limit para limitar o número de registros recuperados. Isso permitirá que o mecanismo de banco de dados encontre os dados com mais eficiência.
2. Evite usar funções em cláusulas Where.
3. Escolha cuidadosamente o tipo de Join de acordo com as relações entre as tabelas e as informações exigidas na consulta.
4. Ajusta as estatísticas do banco de dados para estimar o número de linhas que atendem a determinadas condições.
   

Formato B-Tree

Um índice do SQL Server está na forma de um formato B-Tree que consiste em um nó raiz na parte superior e um nó folha na parte inferior.

Suponha que você tenha uma tabela com 50 colunas. É uma boa ideia criar índices em cada uma das colunas?

Recomendações de práticas recomendadas usando o índice do SQL Server

Usando a cláusula Where

Suponha que temos uma tabela chamada Empleados (Funcionários) com as colunas Nome, Departamento e DataContratação. Se realizarmos consultas frequentes para procurar funcionários por departamento, seria apropriado indexar a coluna Departamento.

Usando a cláusula Where em várias colunas

Se nossas consultas envolverem múltiplas colunas na cláusula Where, podemos considerar a criação de um índice composto sobre elas. Por exemplo, se você estiver pesquisando funcionários por nome e data de contratação, um índice nas colunas Nome e DataContratação poderá ser útil.

Usando cláusula Join

Suponha que você tenha as tabelas Pedidos e Produtos relacionadas pela coluna ProductID. Se realizarmos consultas frequentes que unem ambas as tabelas usando Join na coluna ProductID, poderemos indexar essa coluna.

Índice cobrindo uma consulta

Se tivermos uma consulta que precisa acessar múltiplas colunas, podemos criar um índice que inclua todas essas colunas. Isso impedirá o acesso à tabela subjacente, pois todas as colunas obrigatórias estarão presentes no índice.

Neste exemplo, o índice cobre a consulta que precisa das colunas ClienteID, Data e Total. As colunas ClienteID y Data fazem parte do índice principal, enquanto o Total está incluído como coluna adicional.

Usando chaves primárias e externas

1) Criamos um índice automaticamente através de uma chave primária:

Suponha que temos uma tabela chamada Clientes com uma coluna chamada CustomerID (chave primária). Ao criar a chave primária, um índice será criado automaticamente na coluna correspondente.

Neste caso, a chave primária ClientID terá um índice automaticamente associado a ela.

2) Criamos um índice automaticamente através de uma chave estrangeira:

Vamos supor que agora temos duas tabelas: Pedidos e Clientes, onde a primeira possui uma coluna chamada CustomerID, uma chave estrangeira que faz referência à coluna CustomerID da tabela Clientes. Ao criar o relacionamento de chave estrangeira, um índice será criado automaticamente na coluna correspondente.

Neste caso, a criação do relacionamento de chave externa entre as tabelas Pedidos e Clientes através da coluna CustomerID criará automaticamente um índice na coluna CustomerID da tabela Pedidos.

Lembre-se de que dependendo do sistema de gerenciamento de banco de dados utilizado, o comportamento automático pode variar. Em alguns casos, pode ser necessário especificar explicitamente a criação de índices em colunas relacionadas. Além disso, é importante considerar outros fatores de design do índice, como quais consultas serão executadas com mais frequência, para decidir se índices adicionais precisam ser criados para melhorar o desempenho da consulta.

As vantagens que você alcançaria ao aplicá-los:

1. Melhore o desempenho da consulta: os índices permitem que os dados sejam acessados ​​com mais eficiência, reduzindo o tempo de execução da consulta e melhorando significativamente o desempenho da consulta em um banco de dados.
2. O tempo de pesquisa será curto: Reduzem o tempo ao fornecer acesso rápido aos dados solicitados. Usando as cláusulas mencionadas acima, como Were, Join e Order By, isso elimina a necessidade de explorar a tabela inteira.
3. Ao trabalhar com grandes volumes de dados, o uso de índices adequados pode fazer uma grande diferença no desempenho geral do sistema. Com índices, as consultas são realizadas com mais eficiência.
4. Carga reduzida do servidor: isso ocorre porque evita a execução de varreduras completas da tabela para cada consulta. Isso resulta em um uso mais eficiente dos recursos do servidor e em uma capacidade aprimorada de lidar com volumes de dados.
   

Ao usar índices e otimização em SQL, é importante manter alguns detalhes e considerações em mente:

1. Análise e planejamento adequados: Antes de implementar índices, é fundamental realizar uma análise minuciosa das consultas mais frequentes e compreender os padrões de acesso aos dados. Isso o ajudará a identificar quais colunas são candidatas ideais para indexação e que tipo de índices devem ser criados.
2. Manutenção regular dos índices para garantir sua eficiência e ótimo desempenho. Envolve atualizar estatísticas, reduzir índices e monitorar o uso ao longo do tempo, para evitar índices desatualizados ou desnecessários.
3. Cuidado com muitos índices: embora os índices possam melhorar o desempenho da consulta, ter muitos índices pode impactar negativamente as operações de gravação, aumentar o espaço em disco e retardar as operações de manutenção. É aconselhável equilibrar o número e o tipo de índices para um melhor desempenho.
4. Testes e monitoramento contínuos: realize testes extensivos antes de implantar alterações em um ambiente de produção.

Porém, as melhores práticas e detalhes podem variar dependendo da escrita do banco de dados, do volume de dados e de consultas específicas feitas.

É importante adaptá-los às necessidades e características do ambiente virtual do banco de dados que está sendo trabalhado.