ما الفهرس؟ وقياس أثره

١الفهرس: مثل فهرس الكتاب

تبحث عن «المفتاح الأجنبي» في كتاب من 500 صفحة. إما أن تقلّب الصفحات كلها، أو تفتح الفهرس في آخر الكتاب: الكلمات مرتبة أبجديًّا، وبجانب كل كلمة رقم صفحتها.

الفهرس في قاعدة البيانات Index الفكرة نفسها: نسخة مرتبة من قيم عمود (أو أكثر)، وبجانب كل قيمة موضع صفوفها. فإذا سألت عن قيمة، قفز النظام إليها بدل قراءة الجدول كله.

٢جدول كبير للتجربة

الفرق لا يظهر في جدول من 12 صفًّا. لذلك سنستخدم قاعدة «المبيعات الكبيرة»: جدول sales فيه 200 ألف عملية بيع لـ 20 ألف عميل في 7 مدن:

SELECT COUNT(*) AS sales_count FROM sales; SELECT * FROM sales LIMIT 5;

٣قِس بنفسك: قبل الفهرس وبعده

نريد مشتريات العميل رقم 777. هذا الاستعلام بلا فهرس. اضغط ✏️ جرّب وعدّل ثم ▶ تشغيل عدة مرات، وسجّل الزمن بجانب النتيجة:

SELECT COUNT(*) AS purchases, ROUND(SUM(amount), 2) AS totalFROM salesWHERE customer_id = 777;

والآن ننشئ فهرسًا على العمود customer_id، ثم ننفّذ الاستعلام نفسه. قارن زمن الاستعلام الأخير بالزمن السابق:

CREATE INDEX idx_sales_customer ON sales (customer_id); SELECT COUNT(*) AS purchases, ROUND(SUM(amount), 2) AS totalFROM salesWHERE customer_id = 777;

بلا فهرس يقرأ النظام 200 ألف صف ليجد 10 صفوف. وبالفهرس يقفز إلى الصفوف العشرة مباشرة. في متصفح عادي ينخفض الزمن من عشرات الملّي ثواني إلى أقل من ملّي ثانية، أي بنسبة تتجاوز 90%. وهدف المقرر: تقليل زمن التنفيذ بأكثر من 30%.

٤اسأل النظام: هل استخدم الفهرس؟

بدل التخمين، نطلب من النظام أن يشرح خطته قبل التنفيذ بالأمر EXPLAIN QUERY PLAN (وفي MySQL: EXPLAIN):

EXPLAIN QUERY PLANSELECT * FROM sales WHERE customer_id = 777;

CREATE INDEX idx_sales_customer ON sales (customer_id); EXPLAIN QUERY PLANSELECT * FROM sales WHERE customer_id = 777;

SCAN تعني المرور على الجدول كله، و SEARCH … USING INDEX تعني البحث بالفهرس. وسنتعمق في قراءة الخطة في الدرس 24.

٥الفهارس الموجودة تلقائيًّا

المفتاح الأساسي مفهرس دائمًا، وكذلك كل عمود UNIQUE؛ فالنظام يحتاج الفهرس ليتحقق من عدم التكرار بسرعة. هذه فهارس «متجر الواحة»:

SELECT name AS index_name, tbl_name AS table_nameFROM sqlite_masterWHERE type = 'index';

فهرس customers.phone أنشأه القيد UNIQUE، وفهرس order_items أنشأه المفتاح الأساسي المركّب. أما المفتاح INTEGER PRIMARY KEY فلا يظهر لأنه هو ترتيب الجدول نفسه. وفي MySQL تعرض فهارس جدول بالأمر SHOW INDEX FROM customers;.

٦للفهرس ثمن

CREATE INDEX idx_sales_city   ON sales (city);CREATE INDEX idx_sales_amount ON sales (amount);CREATE INDEX idx_sales_date   ON sales (sale_date); -- إضافة 20 ألف صف: الفهارس الثلاثة تتحدث مع كل صفINSERT INTO sales (customer_id, city, amount, sale_date)SELECT customer_id, city, amount, sale_date FROM sales WHERE id <= 20000;

لذلك لا نفهرس كل عمود. نفهرس الأعمدة التي نبحث بها كثيرًا في جداول كبيرة، وهذا موضوع الدرس القادم.