完全解説！索引（Index）の基礎と応用

データベースを効率的に運用する上で欠かせない「索引（Index）」。この記事では、初心者でも理解できる基本から、現場で役立つ応用までを網羅的に解説します。

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1. 索引の概要と役割
2. 索引の種類と特徴
3. 索引をどの列に作成するべきか？
4. 索引の基本操作
5. 索引設計のベストプラクティス
6. 実践例: 索引の効果を検証
7. まとめ

1. 索引の概要と役割

索引とは？

索引は、テーブルの特定の列に基づいてデータ検索を高速化するための仕組みです。本の巻末にある「索引」をイメージしてください。

索引の検索イメージ（図解）

索引なしの検索
テーブル全体をスキャン（全件検索）する。

[データ1] → [データ2] → [データ3] → ... → [データN]

索引ありの検索
索引を利用し、目的のデータに直接アクセス。

索引: [条件] → [該当データの場所]

索引のメリット・デメリット

メリット	デメリット
クエリの実行速度が大幅に向上	索引作成や更新に追加のコストがかかる
範囲検索やJOIN操作の効率改善	テーブル更新時（INSERT/UPDATE/DELETE）に負荷
テーブル結合のパフォーマンス向上	索引そのものがストレージを消費する

2. 索引の種類と特徴

データベースの運用では目的に応じた索引を選ぶことが重要です。

1. B-Tree索引（デフォルト）

用途: 一般的な検索（等価・範囲）。
特徴: 階層構造で効率的にデータにアクセス。
使用例: 社員ID、日時の検索。

2. ビットマップ索引

用途: 値の種類が少ない列（カーディナリティが低い）。
特徴: 複数条件を効率的に処理。
使用例: 性別（M/F）、ステータス（YES/NO）。sqlコピーする編集するCREATE BITMAP INDEX idx_gender ON employees(gender);

3. 機能ベース索引

用途: 特定の関数や式に基づいた索引。
特徴: UPPERやTO_CHARなど関数を利用するクエリを高速化。sqlコピーする編集するCREATE INDEX idx_upper_name ON employees(UPPER(name));

4. 複合索引

用途: 複数列を組み合わせた検索。
特徴: 順序が重要（例: (A, B)の順序で最適化）。sqlコピーする編集するCREATE INDEX idx_multi ON employees(department_id, salary);

5. ユニーク索引

用途: 一意性を保証。
特徴: 重複データを許さない。sqlコピーする編集するCREATE UNIQUE INDEX idx_unique_email ON employees(email);

3. 索引をどの列に作成するべきか？

索引を効果的に使用するためには、以下の観点を考慮してください。

1. WHERE句に頻繁に使用される列

理由: 索引は主に条件検索の効率を高めるために使用されます。
例:sqlコピーする編集するSELECT * FROM employees WHERE department_id = 10;

2. JOIN条件に使用される列

理由: テーブル間の結合におけるパフォーマンスを大幅に改善できます。
例:sqlコピーする編集するSELECT * FROM employees e JOIN departments d ON e.department_id = d.department_id;

3. ORDER BYやGROUP BYで使用される列

理由: ソートや集計の効率を向上させます。
例:sqlコピーする編集するSELECT * FROM employees ORDER BY salary DESC;

4. 高いカーディナリティ（値の種類が多い列）を持つ列

理由: カーディナリティが高い列に索引を作成すると、検索結果が絞りやすくなります。
例: 社員IDやEメールアドレス。

5. 一意性を保証する必要がある列

理由: ユニークな値を持つ列は索引で効率的に管理できます。
例: 主キー（Primary Key）や一意キー（Unique Key）。

注意が必要なケース

更新頻度が高い列（索引の更新コストが高い）。
テーブル全体をスキャンした方が効率的な場合（小規模テーブルなど）。

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4. 索引の基本操作

索引の作成

-- 単一列索引
CREATE INDEX idx_name ON employees(name);

-- 複合索引
CREATE INDEX idx_dept_salary ON employees(department_id, salary);

索引の確認

SELECT index_name, table_name, uniqueness
FROM user_indexes
WHERE table_name = 'EMPLOYEES';

索引の削除

DROP INDEX idx_name;

5. 索引設計のベストプラクティス

最小限の索引設計
索引の作成しすぎはパフォーマンス低下の原因となる。
カーディナリティを考慮する
高いカーディナリティの列に索引を作成。
頻繁に使用される列を対象にする
WHERE句やJOIN条件に含まれる列を優先。
更新頻度の高い列には慎重に適用
頻繁な更新がある列では索引の更新コストが高い。
実行計画を活用する
クエリのパフォーマンスを実行計画で常に確認。

6. 実践例: 索引の効果を検証

実際の環境で索引の有効性を検証する方法を例示します。

テーブルとデータの準備

-- テーブル作成
CREATE TABLE employees (
    emp_id NUMBER PRIMARY KEY,
    name VARCHAR2(100),
    department_id NUMBER,
    salary NUMBER
);

-- 大量データを挿入
BEGIN
  FOR i IN 1..100000 LOOP
    INSERT INTO employees VALUES (i, 'Name' || i, MOD(i, 10), i * 100);
  END LOOP;
  COMMIT;
END;
/

索引なしの検索

SET TIMING ON;
SELECT * FROM employees WHERE name = 'Name50000';

索引ありの検索

CREATE INDEX idx_emp_name ON employees(name);

SELECT * FROM employees WHERE name = 'Name50000';

検索結果の比較

索引なし: 数秒〜数十秒。
索引あり: 数ミリ秒〜数秒以内。

7. まとめ

索引を適切に設計・管理することで、データベースのパフォーマンスを大幅に改善できます。索引を作成する列の選定が特に重要です。この記事を参考に、効率的な索引運用を目指しましょう！

[参考]
Oracle Database SQL言語リファレンス 19c

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