По материалам статьи Craig Freedman

Перед тем, как SQL Server приступит к поиску по индексу, он должен определить, являются ли ключи индекса подходящими для оценки предиката запроса.

Индексы по одному столбцу

С индексами по одному столбцу всё довольно просто. SQL Server может их использовать для самых простых сравнений, например, равенства и неравенства (больше чем, меньше чем, и т.д.). Более сложные выражения, такие как функции по столбцу и предикаты "LIKE" с символами подстановки, будут в таких случаях создавать трудности для использования поиска по индексу.

Например, предположим, что мы имеем индекс по одному столбцу, созданный по полю "a". Этот индекс может использоваться для поиска при следующих предикатах:

a = 3.14
a > 100
a between 0   and 99   
a like 'abc%'
a in (2,   3, 5,   7)

Однако, поиск по индексу не будет задействован если использовать вот такие предикаты:

ABS(a) = 1
a + 1 = 9
a like '%abc'

Индексы по нескольким столбцам

С индексами по нескольким столбцам дело обстоит сложнее. Для таких индексов важен порядок ключей. Этим определяется порядок сортировки индекса, и от порядка ключей зависит набор предикатов поиска, которые SQL Server сможет использовать для этого индекса.

Для того, чтобы проще понять важность порядка ключей, представьте себе телефонную книгу. Для телефонной книги походит индекс с ключами: "фамилия" и "имя". Содержание телефонной книги отсортировано по фамилии, что упрощает поиск кого-нибудь, если мы знаем его фамилию. Однако, если мы знаем только имя, очень трудно получить список людей с необходимым нам именем. В таком случае, нам бы лучше подошла другая телефонная книга, в которой абоненты отсортированы по имени.

Точно также обстоит дело, если мы имеем индекс по двум столбцам, т.е. мы сможем использовать индекс только для предиката по второму столбцу, если указан предикат равенства для первого столбца. Даже если мы не сможем использовать индекс для удовлетворения условия предиката второго столбца, мы сможем использовать его для первого столбца. В этом случае, вводится остаточный предикат для предиката второго столбца, который будет тем же самым предикатом, который используется для просмотра.

Например, предположим, что у нас есть индекс по двум столбцам "a" и "b". Мы можем его использовать для поиска по любому из предикатов, которые применимы для индексов по одному столбцу. Кроме того, можно использовать это индекс и для поиска со следующими дополнительными предикатами:

a = 3.14   and b = 'pi'   
a = 'xyzzy' and b <= 0

Для следующих ниже примеров, мы можем использовать индекс для удовлетворения условий предиката для столбца "a", но не для столбца "b". В этих случаях потребуется остаточный предикат:

a > 100 and   b > 100
a like 'abc%' and b = 2

И, наконец, невозможно использовать индекс для поиска со следующим ниже набором предикатов, поскольку поиск невозможен даже по столбцу "a". В таких случаях, оптимизатор вынужден использовать другой индекс (например, такой индекс, у которого столбец "b" указан первым), или он будет использовать просмотр с остаточным предикатом.

b = 0
a + 1 = 9   and b between   1 and   9
a like '%abc' and b in (1, 3,   5)

Добавим в пример немного конкретики.

Рассмотрим следующую схему:

create table   person (id int, last_name varchar(30),   first_name varchar(30))
create unique   clustered index   person_id on person (id)
create index   person_name on person (last_name, first_name)

Ниже представлены три запроса с соответствующими им текстовыми планами исполнения. Первый запрос осуществляет поиск по обоим столбцам индекса person_name. Второй запрос ищет только по первому столбцу и использует остаточный предикат, для оценки first_name. Третий запрос не может использовать поиск и использует просмотр с остаточным предикатом.

select id from   person where last_name = 'Doe' and   first_name = 'John'

  |--Index   Seek(OBJECT:([person].[person_name]), SEEK:([person].[last_name]='Doe' AND   [person].[first_name]='John'))

select id from   person where last_name > 'Doe' and   first_name = 'John'

  |--Index   Seek(OBJECT:([person].[person_name]), SEEK:([person].[last_name] >   'Doe'),  WHERE:([person].[first_name]='John'))

select id from   person where last_name like '%oe' and first_name = 'John'

  |--Index   Scan(OBJECT:([person].[person_name]),    WHERE:([person].[first_name]='John' AND [person].[last_name] like '%oe'))

Внимание: Если Вы пробуете воспроизвести эти планы для этих и некоторых следующих примеров, учтите, что я использовал подсказки индексов (которые не указаны), позволяющие гарантировать получение необходимого плана запроса, поскольку я хотел проиллюстрировать эти примеры без необходимости вставки данных в таблицу.

Дополнение о ключах индекса

Очень часто ключи индекса являются набором столбцов, которые были указаны в инструкции по созданию этого индекса. Однако, когда создается некластеризованный уникальный индекс для таблицы с кластеризованным индексом, в ключ некластеризованного индекса добавляется ключ кластеризованного индекса, если он не является частью ключей некластеризованного индекса. Поиск по этим неявным ключам осуществляется точно так же, как если бы они были определены явно.

Например, рассмотрим такую схему:

create table   T_heap (a int, b int,   c int, d int,   e int, f int)
create index   T_heap_a on T_heap (a)
create index   T_heap_bc on T_heap (b, c)
create index   T_heap_d on T_heap (d) include (e)
create unique   index T_heap_f on   T_heap (f)

create table   T_clu (a int, b int,   c int, d int,   e int, f int)
create unique   clustered index   T_clu_a on T_clu (a)
create index   T_clu_b on T_clu (b)
create index   T_clu_ac on T_clu (a, c)
create index   T_clu_d on T_clu (d) include (e)
create unique   index T_clu_f on   T_clu (f)

Столбцы ключей и покрываемые столбцы для каждого из индексов:

Обратите внимание, что каждый некластеризованный индекс таблицы T_clu включает ключевой столбец кластеризованного индекса, за исключением уникального индекса T_clu_f.

Описанное в этой статье поведение оптимизатора не изменилось и в SQL Server 2005. Уникальные некластеризованные индексы не включают ключи кластеризованного индекса в свой набор ключевых столбцов, но делают их покрываемыми столбцами. То есть Вы не можете искать по кластеризованному ключу, но Вы можете выбирать значения по индексу. Это происходит потому, что ключ кластеризованного индекса хранится только на страницах листового уровня сбалансированного дерева; он не хранится на страницах не листового уровня. Ключ кластеризованного индекса необходим для поиска закладок. Нет нужды искать по ключу кластеризованного индекса, поскольку поиск по ключу уникального индекса обычно возвращает одну строку. В SQL Server 2000, фактически может использоваться поиск по ключу кластеризованного индекса, но это относится к внутренней реализации в виде остаточного предиката, а не в виде поиска.