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テーブルスキャンとクラスタインデックススキャンの違いを理解する

データベースを扱っていると、テーブルスキャンとクラスタインデックススキャンという用語に出会うかもしれません。どちらの方法もSQL Serverデータベース内のデータにアクセスするために設計されていますが、動作は異なり、パフォーマンスの影響もさまざまです。このブログ投稿では、それらの基本的な違いと、なぜ一方が他方より優れていると見なされるのかを探ります。

テーブルスキャンとは何か？

テーブルスキャンは、データベースエンジンがテーブルのすべてのデータページを読み込んで、特定の条件に一致する行を見つけるときに発生します。この方法は単純ですが、特にテーブルに大量のレコードが含まれている場合、効率が悪いです。

  • ヒープテーブル: テーブルにクラスタインデックスがない場合、それはヒープテーブルとして分類されます。これはデータページが特定の順序で整理されていないことを意味し、次のような結果を招きます。
    • リンクされたデータページがない
    • ページを横断するためにインデックス割り当てマップ（IAM）へのルックアップが必要。

クラスタインデックススキャンとは何か？

それに対して、クラスタインデックススキャンは、クラスタインデックスを利用してデータにより効率的にアクセスします。クラスターテーブルでは、データページが特定の順序（インデックスされた列に従った）で整理されており、スキャン時のパフォーマンスが向上します。

  • 二重リンクリスト: データページは二重リンクリストを通じて接続されています。これは次のことを意味します。
    • 逐次スキャンがより迅速に実行可能。
    • データがソートされているため、特定のデータ行を見つけるためのオーバーヘッドが少ない。

パフォーマンス比較：テーブルスキャン vs. クラスタインデックススキャン

なぜクラスタインデックススキャンがテーブルスキャンよりしばしば好まれるのかを、具体的な例を通じて詳しく見ていきましょう。

例クエリ

以下の例を考えてみましょう：

  1. クラスタインデックスなし（ヒープテーブル）:

    DECLARE @temp TABLE (SomeColumn VARCHAR(50));
INSERT INTO @temp SELECT 'SomeVal';
SELECT * FROM @temp;

  2. クラスタインデックスあり:

    DECLARE @temp TABLE (RowID INT NOT NULL IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY, SomeColumn VARCHAR(50));
INSERT INTO @temp SELECT 'SomeVal';
SELECT * FROM @temp;

パフォーマンスの分析

次のように、2つの方法を比較できます：

  • テーブルスキャン:

    • スキャンにはすべてのページを横断する必要があります。
    • IAMへの2回目の書き込みが必要で、パフォーマンスを低下させる可能性があります。

  • クラスタインデックススキャン:

    • データが整理されているため、WHERE句を持つクエリを実行するとスキャンされるデータ量を大幅に削減できます。
    • すべての行を取得するクエリでも、ページのリンク性によりヒープよりわずかに速くなります。

いつ各メソッドを使用するか

  • クラスタインデックススキャンは一般的により効率的です。理由は次のとおりです。

    • 範囲クエリを効果的に処理できます。
    • クラスタインデックスシーク操作による最適なパフォーマンスを実現できます。

  • テーブルスキャンは次のような状況では効率が劣ります。

    • レコードが多く、順序がない場合。
    • インデックス構造を活用できない条件付きルックアップがある場合。

挿入、更新、および削除操作への影響

  • INSERT、UPDATE、およびDELETEのパフォーマンス:

    • 実験的な結果から、クラスタインデックスはヒープテーブルに対して次のように優れたパフォーマンスを示しました。
      • INSERT操作（3%速い）
      • UPDATE操作（8%速い）
      • DELETE操作（18%速い）

  • ただし、ヒープテーブルは、重負荷条件下でメンテナンスオーバーヘッドが低いため、パフォーマンスの利点を得ることがありますが、ルックアップ操作中の取得遅延のコストはあります。

結論

要するに、テーブルスキャンとクラスタインデックススキャンはどちらもテーブル内のすべてのレコードをスキャンできますが、クラスタインデックススキャンはその構造的アプローチと迅速な横断能力のおかげで一般的により効率的です。これらの違いを理解することで、データベース管理者や開発者はインデックスおよびデータ取得戦略についてより良い判断を下し、SQL Serverアプリケーションのパフォーマンスを向上させることができます。

SQLクエリや取得プロセスを最適化したい場合は、データベースのニーズやクエリの性質に基づいてクラスタインデックスを適切に実装することを検討してください。