Kas yra indeksas SQL? Kada jį turėtumėte naudoti ir kada ne?

Question

Accepted Answer

**Indeksas** yra duomenų struktūra (paprastai **B-medis**), kuri leidžia duomenų bazei greitai rasti eilutes **neskaitydama visos lentelės** — panašiai kaip knygos rodyklė. Jis dramatiškai pagreitina paieškos operacijas, filtrus, sujungimus ir rūšiavimą pagal indeksuotą stulpelį(-ius), bet kainuoja papildomą saugojimą ir sulėtina rašymo operacijas.

## Kaip indeksas padeda

```sql
-- without an index on email, this scans EVERY row (slow on a big table) — O(n)
SELECT * FROM users WHERE email = 'ann@x.com';

-- create an index → the database can find the row directly — O(log n)
CREATE INDEX idx_users_email ON users(email);
-- now the same query uses the index → dramatically faster
```

Be indekso, duomenų bazė atlieka **pilną lentelės nuskaitymą** (tikrina kiekvieną eilutę). Su indeksu ji naršo B-medyje ir randa atitinkamas eilutes logaritminiu laiku — skirtumas tarp milijonų eilučių nuskaitymo ir kelių paieškų.

## Kada naudoti indeksus

```text
✓ Columns in WHERE clauses (frequently filtered)
✓ Columns used in JOINs (foreign keys especially)
✓ Columns in ORDER BY (sorting can use the index)
✓ Columns with high SELECTIVITY (many distinct values — email, id)
✓ Primary keys (auto-indexed) and unique constraints
```

## Kada NENAUDOTI indeksų (kompromisai)

```text
✗ Columns rarely queried — wasted storage and write overhead
✗ Small tables — a full scan is already fast; an index adds no benefit
✗ Low-selectivity columns (e.g. a boolean with 2 values) — index barely helps
✗ Write-heavy columns — EVERY INSERT/UPDATE/DELETE must also update the indexes
  → too many indexes SLOW DOWN writes significantly
```

Indeksai nemokamai neateina: jie **naudoja saugojimą** ir **sulėtina rašymą** (kiekvienas pakeitimas turi atnaujinti indeksus). Per daug indeksų pakenkia rašymo veikimui.

## Sudėtiniai ir kiti indekso tipai

```sql
CREATE INDEX idx_users_country_name ON users(country, name);   -- COMPOSITE (multi-column)
-- helps WHERE country = ? AND name = ?, and WHERE country = ? (leftmost prefix)
-- but NOT WHERE name = ? alone (order matters!)

CREATE UNIQUE INDEX ...      -- enforces uniqueness
-- also: partial indexes, covering indexes, GIN/GiST (Postgres) for special data
```

## Kodėl tai svarbu

Indeksai yra viena svarbiausių duomenų bazės veikimo temos — jie yra pagrindinė priemonė užklausoms pagreitinti, ir suprasti, kada bei kaip juos naudoti, yra esminės žinios kiekvienam, kuris dirba su duomenų bazėmis dideliu mastu.

Pagrindinė vertė yra dramatinė: be indeksų, užklausos, kurios filtruoja, sujungia arba rūšiuoja pagal stulpelį, reikalauja **pilno lentelės nuskaitymo** (tikrinamos visos eilutės — katastrofiškai lėta, kai duomenys auga), o indeksai šias operacijas paverčia greitomis logaritminėmis paieško­mis — dažnai tai yra skirtumas tarp užklauso, kurios vykdymas trunka milisekundes, ir užklausų, kurios trunka sekundes ar minutes.

Suprasti, **kada indeksuoti** (dažnai filtruojami WHERE stulpeliai, JOIN/šalies raktų stulpeliai, ORDER BY stulpeliai, didelio pasiskirstymo stulpeliai), yra pagrindinis dalykas užklauso veikimui.

Tolygiai svarbu suprasti **kompromisus ir kada NENAUDOTI indeksų**: indeksai naudoja saugojimą ir, palyginti svarbiausia, **sulėtina rašymą** (kiekvienas INSERT/UPDATE/DELETE turi atnaujinti visus indeksus), todėl per daug indeksų pakenkia rašymo veikimui, o indeksai mažai padeda mažose lentelėse arba žemo pasiskirstymo stulpeliuose.

Šis balansas — indeksuoti tai, kas yra užklausiama, kartu per daug neindeksuojant — yra pagrindinė skilybė.

Žinios apie **sudėtinius indeksus** (kelių stulpelių, kur stulpelių tvarka svarbi tam, kurioms užklausoms jie padeda) papildo praktines indekso žinias.

Kadangi užklauso veikimas yra kritinis realiems taikymams, o kadangi tinkamas indeksavimas (teisingi indeksai teisingose stulpelių vietose, balansuojant skaitymo greitį su rašymo kaina ir saugojimu) yra pats reikšmingiausias duomenų bazės optimizavimas, įvaldyti indeksus — kaip jie veikia, kada juos naudoti, rašymo/saugojimo kompromisus ir sudėtinius indeksus — yra pagrindinė, didelės vertės žinia produktyviosioms duomenų bazėms ir viena svarbiausių bei dažnai testuojamų duomenų bazės temų.