2018年度、若手技術者向け講座。インデックス

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インデックス

2. 概要
• インデックスについて学習し、速度を意識したSQL文を記述で
きるようになることを目指します。
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3. 目次
• インデックスの概要
• 演習問題
• 参考資料（演習問題の実行計画）
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4. 前提条件
• このテキストの内容はPostgreSQL（バージョン9.6.9）の環境で検証し
たものとなっています。
• テキストと同じ環境で検証する場合はPostgreSQLをインストールし、
事前にデータベース（axizdb）とユーザー（axizuser）を作成してくだ
さい。
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5. インデックス
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6. インデックス
• インデックスとは
• 簡単に言うと、レコードの検索を高速にする仕組みです。
• 日本語で言うと索引。本の索引と同じ意味。
• 本の中から目的の用語を探すとき、1ページ目から最後のページまで
順番に探していくのは効率が悪いですね。索引を使えば、探したい用
語が載っているページにすぐにたどり着くことできます。
• レコードを検索する場合も、インデックスを参照することで、対象の
レコードがどこにあるかを短時間で見つけることができます。
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7. インデックス
• インデックスを学ぶ必要性
• データベースを利用していると、インデックスという言葉がよくでて
きます。
• インデックスの仕組みを詳しく理解していなくても、SQLを記述する
ことはできます。しかし、知らず知らずのうちにパフォーマンスの低
いSQLを書いてしまっている可能性があります。
• インデックスを理解することで、速度を意識したSQLを書くことがで
きるようになります。
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8. インデックス
• インデックスの仕組み
• テーブルのレコードもOSから見たらただのファイルです。
• ディスクのブロックに、同じテーブルのレコードが登録されています。
• ディスクには、面番号、トラック番号、ブロック番号があり、その３
つの組み合わせでブロックのアドレスが一意に決まります。
• インデックスには、カラムの値とブロックのアドレスがセットとなっ
ています。本の索引で単語とページがセットになっているイメージで
す。
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9. インデックス
• インデックスの種類
大きく分けて３つの種類がある
• B-treeインデックス
• ビットマップインデックス
• ハッシュインデックス
• 最も使用頻度が高いのはB-treeインデックス。
• インデックス作成時に何も指定しない場合は自動的にB-treeインデッ
クスが作成される。
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10. インデックス
• インデックスのメリット
• 検索（SELECT文）が速くなる。（ただし、インデックスが適切に使用
されることが前提）
• インデックスのデメリット
• インデックスの容量分、ディスクを圧迫する。
• 追加・修正・削除時の負荷が増える可能性がある。
（インデックス再構築による負荷がかかる）
※ただし、UPDATE文やDELETE文も更新対象のレコードを検索するとき
に内部でSELECT文が使用されているため、速度は上がる可能性がある。
• 多く作りすぎると検索が遅くなる可能性がある。
selectの使用頻度、更新の使用頻度などを考慮して適切なイン
デックス設計を行う。
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11. インデックス
• どのインデックスが使用されるのか
• インデックスは、1つのテーブルに対して複数作成することが可能で
す。
• 検索（SELECT文）を実行するとき、どのインデックスが使用されるの
かはDBMSの判断に委ねられます。
• SQL文にヒント句を記述することで、意図的に使用するインデックス
を指定することもできます。
※ヒント句の指定の仕方、使用可能かどうかはDBMSによって異なりま
す。
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-- Oracleの場合のヒント句の使用
SELECT /*+ INDEX(テーブル名 インデックス名) */ * FROM table1
WHERE name = 'test'

12. インデックス
• マルチカラムインデックス
• インデックスを作成する場合は、複数のカラムを指定することもでき
ます。
• 複数のカラムの組み合わせで作成したインデックスのことを、マルチ
カラムインデックスといいます。
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13. インデックス
• インデックスの作成方法
• CREATE INDEX 文を使用して作成する
• テーブル作成時にPRIMARY KEY 制約を設けている場合は、
主キーに対してのインデックスは自動で作成される。
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CREATE INDEX <index_name> ON <table_name> (column1, …)

14. インデックス
• 実習（インデックスの作成）
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15. 演習問題
インデックスが使われるSQL文はどれか
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16. 演習問題
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table1のテーブル定義
table1 インデックス
物理名 型 primary key 1 id
id int 〇 2 name
name varchar(50)
レコードの情報
レコード件数：10000件
データ分布
id：1~10000の連番
name
null：100件
'test'：10件
'テスト'：9890件
idとnameそれぞれの
カラムにインデック
スが定義されている。

17. 演習問題
• 演習問題（table1）
• それぞれのSQL文について、インデックスが使われるか使われないか
を答えなさい。また、その理由を答えなさい。
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-- ①
SELECT * FROM table1
WHERE id = 100;
-- ②
SELECT * FROM table1
WHERE id <> 100;
-- ③
SELECT * FROM table1
WHERE id BETWEEN 1 AND 1000;

18. 演習問題
• 演習問題（table1）
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-- ④
SELECT * FROM table1
WHERE name = 'test';
-- ⑤
SELECT * FROM table1
WHERE name LIKE '%test';
-- ⑥
SELECT * FROM table1
WHERE name LIKE 'test%';

19. 演習問題
• 演習問題（table1）
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-- ⑦
SELECT * FROM table1
WHERE id = 100 OR name = 'テスト';
-- ⑧
SELECT * FROM table1
WHERE id = 100 AND name = 'テスト';
-- ⑨
SELECT * FROM table1
WHERE name IS NULL;

20. 演習問題
• 演習問題（table1）
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-- ⑩
SELECT * FROM table1
WHERE trim(name) = 'test';
-- ⑪
SELECT * FROM table1
WHERE substr(name, 1, 2) = 'te';
-- ⑫
SELECT * FROM table1
WHERE name IN ('aaa', 'bbb', 'test');

21. 演習問題
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table2のテーブル定義
table2 インデックス
物理名 型 primary key 1 column1 column2 column3
column1 varchar(50) 〇
column2 varchar(50) 〇
column3 varchar(50) 〇
レコードの情報
レコード件数：10000件
データ分布
column1：aa1～aa10000（10000通り）
column2：bb1～bb10000（10000通り）
column3：cc1～cc10000（10000通り）

22. 演習問題
• 演習問題（table2）
• マルチカラムインデックスの場合
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-- ①
SELECT * FROM table2
WHERE column1 = 'aa1';
-- ②
SELECT * FROM table2
WHERE column2 = 'bb1';
-- ③
SELECT * FROM table2
WHERE column1 = 'aa1' OR column2 = 'bb1';

23. 演習問題
• 演習問題（table2）
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-- ④
SELECT * FROM table2
WHERE column1 = 'aa1' AND column2 = 'bb1';
-- ⑤
SELECT * FROM table2
WHERE column2 = 'bb1' AND column1 = 'aa1';

24. 演習問題
• 演習問題（table2）
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-- ⑥
SELECT * FROM table2
WHERE column1 = 'aa1' AND trim(column2) = 'bb1';
-- ⑦
SELECT * FROM table2
WHERE column2 = 'bb1' AND trim(column1) = 'aa1';

25. インデックスまとめ
• インデックスが使用されない条件指定まとめ
• 否定（<>）を使用している
WHERE column1 <> '100'
• 広い範囲での条件指定（ヒットする件数が多い場合）
WHERE column1 BETWEEN '1' AND '99999999'
• OR を使用している
WHERE column1 = '100' OR column2 = 'abc'
• あいまい検索（後方一致）を使用している
WHERE column1 LIKE '%abc%'
• 絞り込み対象のカラムに対して関数を適用している
WHERE TRIM(column1) = 'abc'
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26. インデックスまとめ
• インデックスが使用される可能性の高い条件指定まとめ
• ＝を使用する
WHERE column1 = '100'
• 狭い範囲での条件指定
WHERE column1 BETWEEN '1' AND '100'
• 前方一致のあいまい検索
WHERE column1 LIKE 'abc%'
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27. インデックスまとめ
• インデックスがキーに対して昇順で並んでいることを理解し、
インデックスが使用されるSQLになっているかを意識しましょ
う。
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28. インデックスまとめ
• インデックスの設計
• インデックスを設計する際は、使用するSQL文に対してインデックス
が使用されるかどうかを考慮して設計を行いましょう。
• インデックスが多くなると、SELECT文の速度は上がりますが、更新の
負荷が増す、インデックス分の容量が必要になるなどのデメリットも
あります。
• インデックスが多くなることのメリット、デメリットを把握し、どの
ようなインデックスが必要かを考えるようにしましょう。
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29. 参考資料
演習問題のSQLに対する実行計画
※環境によっては全く同じ状況にならない場合もあります
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30. 演習問題の実行計画
• table1 - ①
• 「Index Scan」なのでインデックスが使用される。
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31. 演習問題の実行計画
• table1 - ②
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されていない。
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32. 演習問題の実行計画
• table1 - ③
• 絞り込みの件数によって使用されるか使用されないかが異なる。
• テストデータが1万件の場合、5000件まではインデックスが使用され
る結果となった。
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33. 演習問題の実行計画
• table1 - ④
• 「Index Scan」なのでインデックスが使用される。
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34. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑤
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
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35. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑥
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
※Oracleの場合は、同じ状況でインデックスが使用されました。
DBMSによって異なるが、前方一致の場合は使用される可能性が高い。
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36. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑦
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
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37. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑧
• 「Index Scan」なのでインデックスは使用される。
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38. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑨
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
※nullのレコードの件数によって異なる結果となるが、基本的にnullは
インデックスは使用されないと考えておいた方が良いです。
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39. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑩
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
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40. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑪
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
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41. 演習問題の実行計画
• table1 - ⑫
• 「Index Scan」なのでインデックスは使用される。
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42. 演習問題の実行計画
• table2 - ①
• 「Index Only Scan」なのでインデックスは使用される。
• 全てのカラムがインデックスに含まれているため、「Index Scan」では
なく「Index Only Scan」になる。
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43. 演習問題の実行計画
• table2 - ②
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
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44. 演習問題の実行計画
• table2 - ③
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
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45. 演習問題の実行計画
• table2 - ④
• 「Index Only Scan」なのでインデックスは使用される。
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46. 演習問題の実行計画
• table2 - ⑤
• 「Index Only Scan」なのでインデックスは使用される。
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47. 演習問題の実行計画
• table2 - ⑥
• 「Index Only Scan」なのでインデックスは使用される。
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48. 演習問題の実行計画
• table2 - ⑦
• 「Seq Scan」なのでインデックスは使用されない。
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