Sql Database Performance Indexing Database Indexes

Memahami Cara Kerja Pengindeksan Basis Data

Seiring berkembangnya ukuran basis data, pengambilan data yang efisien menjadi sangat penting untuk kinerja. Salah satu mekanisme penting untuk meningkatkan kecepatan akses data adalah pengindeksan. Dalam posting blog ini, kita akan menjelajahi konsep pengindeksan basis data, cara kerjanya, dan relevansinya dalam mengoptimalkan kueri.

Apa itu Pengindeksan Basis Data?

Pengindeksan dalam basis data mirip dengan memiliki indeks dalam sebuah buku. Ini membantu untuk dengan cepat menemukan informasi tanpa perlu mencari melalui setiap entri secara individu.

  • Definisi: Indeks adalah struktur data yang terurut yang menyimpan nilai dari bidang tertentu dalam sebuah tabel dan menunjuk ke catatan yang sesuai.
  • Tujuan: Dengan membuat indeks, Anda memungkinkan mesin basis data untuk melakukan pencarian yang lebih cepat menggunakan algoritma yang efisien seperti pencarian biner.

Mengapa Pengindeksan Diperlukan?

Ketika data disimpan di disk, ia diorganisir dalam blok, yang membuat operasi akses sangat bergantung pada seberapa efisien blok ini dapat dicari. Berikut adalah penjelasannya:

  • Struktur Data: Blok disk mirip dengan daftar tertaut, yang berisi data dan pointer ke blok berikutnya.
  • Efisiensi Pencarian:
    • Tanpa Pengindeksan: Mencari melalui bidang yang tidak terurut menggunakan pencarian linier, dengan rata-rata akses blok sebesar (N + 1) / 2, di mana N adalah jumlah blok.
    • Dengan Pengindeksan: Sebuah bidang yang terurut memungkinkan untuk pencarian biner, yang secara drastis mengurangi rata-rata akses blok menjadi log2 N.

Bagaimana Pengindeksan Bekerja?

Untuk memahami cara pengindeksan beroperasi, mari kita pertimbangkan skema basis data yang sederhana:

Contoh Skema Basis Data

Nama bidang       Tipe data      Ukuran di disk
id (Kunci utama)  UNSIGNED INT   4 byte
firstName        Char(50)       50 byte
lastName         Char(50)       50 byte
emailAddress     Char(100)      100 byte

Contoh Skenario

  1. Pencarian Linier pada bidang yang tidak terurut (misalnya, firstName):

    • Dengan 5 juta catatan, pencarian rata-rata akan melibatkan 1 juta akses blok - drainase sumber daya yang signifikan.

  2. Pencarian Biner pada bidang yang terurut (misalnya, id):

    • Di sini, Anda hanya memerlukan sekitar 20 akses blok, menunjukkan efisiensi yang diperoleh melalui pengindeksan.

Dampak Pengindeksan terhadap Kinerja Kueri

Ketika sebuah indeks dibuat untuk bidang tertentu, struktur baru tersebut terdiri dari nilai bidang dan pointer ke catatan asli:

Skema Indeks untuk firstName

Nama bidang       Tipe data      Ukuran di disk
firstName        Char(50)       50 byte
(pointer catatan) Khusus        4 byte
  • Ini berarti ada lebih sedikit catatan yang perlu disaring:
    • Pencarian terindeks sekarang hanya memerlukan sekitar 20 akses blok menggunakan pencarian biner dibandingkan dengan 1 juta tanpa pengindeksan.

Kapan Pengindeksan Harus Digunakan?

Walaupun pengindeksan meningkatkan kecepatan pencarian, hal itu juga memerlukan ruang tambahan dan dapat berdampak pada operasi sisip dan hapus. Berikut adalah beberapa pertimbangan penting:

  • Ruang Disk: Ingatlah bahwa membuat indeks secara signifikan meningkatkan total ruang yang digunakan.
  • Kardinalitas Bidang: Kardinalitas tinggi (keunikan) dari nilai bidang meningkatkan efektivitas pengindeksan. Untuk bidang dengan kardinalitas rendah, keuntungan kinerja mungkin tidak sebanding dengan penggunaan sumber daya tambahan.
  • Hindari Pengindeksan Berlebihan: Terlalu banyak indeks dapat menyebabkan penggunaan disk yang berlebihan dan memperlambat operasi tulis.

Kesimpulan

Pengindeksan basis data adalah komponen penting untuk mengelola kumpulan data besar dengan efisien. Dengan menerapkan strategi pengindeksan secara cermat, Anda dapat secara signifikan meningkatkan kinerja pencarian sambil tetap mempertimbangkan trade-off yang terlibat.

Dengan memahami prinsip-prinsip ini, administrator basis data dan pengembang dapat mengoptimalkan basis data mereka secara efektif, memastikan mereka memanfaatkan kekuatan sejati pengindeksan untuk memenuhi kebutuhan pengambilan data mereka.