Em um banco de dados do Cloud Spanner, o Cloud Spanner cria automaticamente um índice para cada coluna de chave primária da tabela. Por exemplo, você não precisa fazer nada para indexar a coluna de chave primária de Singers
, porque ele é indexado automaticamente para você.
Também é possível criar índices secundários para outras colunas. Adicionar um índice secundário a uma coluna torna mais eficiente para procurar dados nessa coluna. Por exemplo, se você precisar procurar rapidamente um conjunto de valores SingerId
para um determinado intervalo de valores LastName
, crie um índice secundário em LastName
. Portanto, o Cloud Spanner não precisa verificar a tabela inteira.
Se a pesquisa no exemplo acima for feita em uma transação de leitura e gravação, a pesquisa mais eficiente também evita reter bloqueios em toda a tabela, o que permite inserções e atualizações simultâneas na tabela para linhas fora do intervalo de pesquisa LastName
.
O Cloud Spanner armazena os seguintes dados em cada índice secundário:
- Todas as colunas de chave da tabela base
- Todas as colunas incluídas no índice
- Todas as colunas especificadas na cláusula
STORING
de definição do índice
Com o tempo, o Cloud Spanner analisa suas tabelas para garantir que os índices secundários sejam usados para as consultas apropriadas.
Como adicionar um índice secundário
O momento mais eficiente para adicionar um índice secundário é quando você cria a tabela. Para criar uma tabela e seus índices ao mesmo tempo, envie as instruções DDL para a nova tabela e os novos índices em uma única solicitação para o Cloud Spanner.
No Cloud Spanner, também é possível adicionar um novo índice secundário a uma tabela existente enquanto o banco de dados continua a veicular o tráfego. Como qualquer outra alteração de esquema no Cloud Spanner, adicionar um índice a um banco de dados existente não exige que o banco de dados fique off-line e não bloqueia colunas ou tabelas inteiras.
Sempre que um novo índice é adicionado a uma tabela existente, o Cloud Spanner automaticamente preenche o índice para refletir uma visualização atualizada dos dados que estão sendo indexados. O Cloud Spanner gerencia esse processo de preenchimento e usa recursos adicionais durante o preenchimento de índice.
O tempo de criação do índice pode variar de minutos a muitas horas. Como a criação do índice é uma atualização de esquema, ele está sujeito às mesmas restrições de desempenho que qualquer outra atualização de esquema. O tempo necessário para criar um índice secundário depende de vários fatores:
- do tamanho do conjunto de dados;
- do número de nodes na instância;
- da carga na instância.
Esteja ciente de que usar a coluna confirmar carimbo de data/hora como a primeira parte do índice secundário pode criar pontos de acesso e reduzir o desempenho de gravação.
Use a instrução CREATE INDEX
para definir um índice secundário no seu esquema. Veja alguns exemplos:
Para indexar todos os Singers
no banco de dados pelo nome e sobrenome:
CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName)
Para criar um índice de todos Songs
no banco de dados pelo valor de SongName
:
CREATE INDEX SongsBySongName ON Songs(SongName)
Para indexar somente as músicas de um determinado cantor, use a cláusula INTERLEAVE IN
para intercalar o índice na tabela Singers
:
CREATE INDEX SongsBySingerSongName ON Songs(SingerId, SongName),
INTERLEAVE IN Singers
Para indexar apenas as canções de um álbum específico:
CREATE INDEX SongsBySingerAlbumSongName ON Songs(SingerId, AlbumId, SongName),
INTERLEAVE IN Albums
Para indexar por ordem decrescente de SongName
:
CREATE INDEX SongsBySingerAlbumSongNameDesc ON Songs(SingerId, AlbumId, SongName DESC),
INTERLEAVE IN Albums
A anotação DESC
acima se aplica somente a SongName
. Para indexar por ordem decrescente de outras chaves de índice, anote-as com DESC
também: SingerId DESC, AlbumId DESC
.
Observe também que PRIMARY_KEY
é uma palavra reservada e não pode ser usada como o nome de um índice. É o nome dado ao pseudoíndice, que é criado quando uma tabela com a especificação PRIMARY KEY é criada
Para mais detalhes e práticas recomendadas para escolher índices não intercalados e intercalados, consulte Opções de índice e Usar um índice intercalado em uma coluna cujo valor aumenta ou diminui monotonicamente.
Como cancelar a criação do índice
É possível usar o SDK do Cloud para cancelar a criação de índices. Para recuperar uma lista de operações de atualização de esquema para um banco de dados do Cloud Spanner, use o comando gcloud spanner operations list
e inclua o parâmetro --filter
opção:
gcloud spanner operations list \
--instance=INSTANCE \
--database=DATABASE \
--filter="@TYPE:UpdateDatabaseDdlMetadata"
Encontre o OPERATION_ID
para a operação que você quer cancelar, use o comando gcloud spanner operations cancel
para cancelá-lo:
gcloud spanner operations cancel OPERATION_ID \
--instance=INSTANCE \
--database=DATABASE
Como visualizar índices existentes
Para visualizar informações sobre índices existentes em um banco de dados, é possível usar o Console do Google Cloud ou a ferramenta de linha de comando gcloud
:
Console
Acesse a página Instâncias do Cloud Spanner no Console do Cloud.
Clique no nome da instância que quer exibir.
No painel esquerdo, clique no banco de dados que você quer visualizar e clique na tabela que você quer visualizar.
Clique na guia "Índices". O Console do Cloud mostra uma lista de índices.
Opcional: para detalhes sobre um índice, como as colunas incluídas, clique no nome do índice.
gcloud
Use o comando gcloud spanner databases ddl describe
:
gcloud spanner databases ddl describe DATABASE \
--instance=INSTANCE
O gcloud
imprime a Linguagem de definição de dados (DDL, na sigla em inglês) para criar as tabelas e os índices do banco de dados. As instruções CREATE
INDEX
descrevem os índices existentes. Por exemplo:
--- |-
CREATE TABLE Singers (
SingerId INT64 NOT NULL,
FirstName STRING(1024),
LastName STRING(1024),
SingerInfo BYTES(MAX),
) PRIMARY KEY(SingerId)
---
CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName)
Consulta com um índice específico
As seções a seguir explicam como especificar um índice em uma instrução SQL e com a interface de leitura do Cloud Spanner. Os exemplos nessas seções presumem que você adicionou uma coluna MarketingBudget
à tabela Albums
e criou um índice chamado AlbumsByAlbumTitle
:
CREATE TABLE Albums (
SingerId INT64 NOT NULL,
AlbumId INT64 NOT NULL,
AlbumTitle STRING(MAX),
MarketingBudget INT64,
) PRIMARY KEY (SingerId, AlbumId),
INTERLEAVE IN PARENT Singers ON DELETE CASCADE;
CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle);
Como especificar um índice em uma instrução SQL
Quando você usa SQL para consultar uma tabela do Cloud Spanner, o Cloud Spanner usa automaticamente os índices que provavelmente tornarão a consulta mais eficiente. Como resultado, você normalmente não precisa especificar um índice para consultas SQL.
Em alguns casos, no entanto, o Cloud Spanner pode escolher um índice que faz com que a latência da consulta aumente. Se você seguiu as etapas de solução de problemas para regressões de desempenho e confirmou que convém tentar um índice diferente para a consulta, especifique o índice como parte de sua consulta.
Para especificar um índice em uma instrução SQL, use FORCE_INDEX
para fornecer uma diretiva de índice. As diretivas de índice usam a seguinte sintaxe:
FROM MyTable@{FORCE_INDEX=MyTableIndex}
Você também pode usar uma diretiva de índice para instruir o Cloud Spanner a verificar a tabela base em vez de usar um índice:
FROM MyTable@{FORCE_INDEX=_BASE_TABLE}
O exemplo a seguir mostra uma consulta SQL que especifica um índice:
SELECT AlbumId, AlbumTitle, MarketingBudget
FROM Albums@{FORCE_INDEX=AlbumsByAlbumTitle}
WHERE AlbumTitle >= "Aardvark" AND AlbumTitle < "Goo";
Uma diretiva de índice pode forçar o processador de consultas do Cloud Spanner a ler colunas adicionais que são exigidas pela consulta, mas não armazenadas no índice.
O processador de consultas recupera essas colunas unindo o índice e a tabela base. Para evitar essa junção extra, use uma cláusula STORING
para armazenar as colunas adicionais no índice.
Por exemplo, no exemplo mostrado acima, a coluna MarketingBudget
não é armazenada no índice, mas a consulta SQL seleciona essa coluna. Como resultado, o Cloud Spanner deve pesquisar a coluna MarketingBudget
na tabela base e, em seguida, associá-la aos dados do índice para retornar os resultados da consulta.
O Cloud Spanner gerará um erro se a diretiva de indexação tiver um dos seguintes problemas:
- O índice não existe.
- O índice está em uma tabela base diferente.
- Falta um a expressão de filtragem obrigatória
NULL
para um índiceNULL_FILTERED
.
Os exemplos a seguir mostram como gravar e executar consultas que buscam os valores de AlbumId
, AlbumTitle
e MarketingBudget
usando o índice AlbumsByAlbumTitle
:
C++
C#
Go
Java
Node.js
PHP
Python
Ruby
Como especificar um índice na interface de leitura
Quando você usa a interface de leitura para o Cloud Spanner e quer que o Cloud Spanner use um índice, é necessário especificar o índice. A interface de leitura não seleciona o índice automaticamente.
Além disso, seu índice deve conter todos os dados que aparecem nos resultados da consulta, excluindo as colunas que fazem parte da chave primária. Essa restrição existe porque a interface de leitura não é compatível com junções entre o índice e a tabela base. Se você precisar incluir outras colunas nos resultados da consulta, terá algumas opções:
- Use uma cláusula
STORING
para armazenar as colunas adicionais no índice. - Consulte sem incluir as colunas adicionais e use as chaves primárias para enviar outra consulta que lê as colunas adicionais.
O Cloud Spanner retorna valores do índice em ordem de classificação crescente por chave de índice. Para recuperar os valores em ordem decrescente, siga estas etapas:
Anote a chave de índice com
DESC
: Por exemplo:CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle ON Albums(AlbumTitle DESC);
A anotação
DESC
se aplica a uma única chave de índice. Se o índice incluir mais de uma chave e você desejar que os resultados apareçam em ordem descendente com base em todas as chaves, inclua uma anotaçãoDESC
para cada chave.Se a leitura especificar um intervalo de chaves, certifique-se de que o intervalo de chaves também esteja em ordem decrescente. Em outras palavras, o valor da chave inicial precisa ser maior que o valor da chave final.
O exemplo a seguir mostra como recuperar os valores de AlbumId
e AlbumTitle
usando o índice AlbumsByAlbumTitle
:
C++
C#
Go
Java
Node.js
PHP
Python
Ruby
Cláusula STORING
Opcionalmente, é possível usar a cláusula STORING
para armazenar uma cópia de uma coluna no índice. Esse tipo de índice oferece vantagens para consultas e chamadas de leitura usando o índice, ao custo de usar armazenamento extra:
- As consultas SQL que usam o índice e selecionam as colunas armazenadas na cláusula
STORING
não exigem uma vinculação extra à tabela base. - As chamadas de leitura que usam o índice podem ler colunas armazenadas na cláusula
STORING
.
Por exemplo, supondo que você criou uma versão alternativa de AlbumsByAlbumTitle
que armazena uma cópia da coluna MarketingBudget
no índice (observe a cláusula STORING
em negrito):
CREATE INDEX AlbumsByAlbumTitle2 ON Albums(AlbumTitle) STORING (MarketingBudget);
Com o antigo índice AlbumsByAlbumTitle
, o Cloud Spanner precisa unificar o índice com a tabela base e recuperar a coluna da tabela base. Com o novo índice AlbumsByAlbumTitle2
, o Cloud Spanner lê a coluna diretamente do índice, que é mais eficiente.
Se você usar a interface de leitura em vez de SQL, o novo índice AlbumsByAlbumTitle2
também permitirá que você leia a coluna MarketingBudget
diretamente:
C++
C#
Go
Java
Node.js
PHP
Python
Ruby
Indexação de valores NULL
Por padrão, o Cloud Spanner indexa os valores NULL
. Por exemplo, lembre-se da definição do índice SingersByFirstLastName
na tabela Singers
:
CREATE INDEX SingersByFirstLastName ON Singers(FirstName, LastName);
Todas as linhas de Singers
são indexadas mesmo se FirstName
ou LastName
, ou ambas, forem NULL
.
Quando valores NULL
são indexados, é possível realizar consultas SQL eficientes e leituras sobre dados que incluem valores NULL
. Por exemplo, use esta instrução de consulta SQL para encontrar todos Singers
com NULL
FirstName
:
SELECT s.SingerId, s.FirstName, s.LastName
FROM Singers@{FORCE_INDEX=SingersByFirstLastName} AS s
WHERE s.FirstName IS NULL;
Ordem de classificação para valores NULL
O Cloud Spanner classifica NULL
como o menor valor para qualquer tipo. Para uma coluna em ordem crescente (ASC
), os valores NULL
são classificados primeiro. Para uma coluna em ordem decrescente (DESC
), os NULL
valores classificam por último.
Como desativar a indexação de valores NULL
Para desativar a indexação de nulos, adicione a palavra-chave NULL_FILTERED
à definição do índice. Índices NULL_FILTERED
são particularmente úteis para indexar colunas esparsas, onde a maioria das linhas contém um valor NULL
. Nesses casos, o índice NULL_FILTERED
pode ser consideravelmente menor e mais eficiente de manter do que um índice normal que inclua valores NULL
.
Aqui está uma definição alternativa de SingersByFirstLastName
que não indexa os valores NULL
:
CREATE NULL_FILTERED INDEX SingersByFirstLastNameNoNulls
ON Singers(FirstName, LastName);
A palavra-chave NULL_FILTERED
se aplica a todas as colunas de chave de índice. Não é possível especificar a filtragem de NULL
por coluna.
Criar um índice NULL_FILTERED
impede que o Cloud Spanner o use para algumas consultas. Por exemplo, o Cloud Spanner não usa o índice para esta consulta, porque o índice omite Singers
linhas para as quais LastName
é NULL
. Como resultado, usar o índice impediria que a consulta retornasse as linhas corretas:
FROM Singers@{FORCE_INDEX=SingersByFirstLastNameNoNulls}
WHERE FirstName = "John";
Para permitir que o Cloud Spanner use o índice, você deve regravá-la para que exclua as linhas que também foram excluídas do índice:
SELECT FirstName, LastName
FROM Singers@{FORCE_INDEX=SingersByFirstLastNameNoNulls}
WHERE FirstName = "John" AND LastName IS NOT NULL;
Índices exclusivos
Os índices podem ser declarados como UNIQUE
. Os índices UNIQUE
adicionam uma restrição aos dados indexados que proíbem entradas duplicadas para uma determinada chave de índice.
Essa restrição é imposta pelo Cloud Spanner no momento da confirmação da transação.
Especificamente, qualquer transação que gere várias entradas de índice para a mesma chave falhará na confirmação.
Se uma tabela contiver dados não UNIQUE
para começar, a tentativa de criar um índice UNIQUE
nela falhará.
Uma observação sobre índices UNIQUE NULL_FILTERED
Um índice UNIQUE NULL_FILTERED
não impõe a exclusividade da chave de índice quando pelo menos uma das partes de chave do índice é NULL.
Por exemplo, suponha que você tenha criado a tabela e o índice a seguir:
CREATE TABLE ExampleTable (
Key1 INT64 NOT NULL,
Key2 INT64,
Key3 INT64,
Col1 INT64,
) PRIMARY KEY (Key1, Key2, Key3);
CREATE UNIQUE NULL_FILTERED INDEX ExampleIndex ON ExampleTable (Key1, Key2, Col1);
As duas linhas a seguir em ExampleTable
têm os mesmos valores para as chaves de índice secundário Key1
, Key2
e Col1
:
1, NULL, 1, 1
1, NULL, 2, 1
Como Key2
é NULL
e o índice é NULL_FILTERED
, as linhas não estarão presentes no índice ExampleIndex
. Como eles não são inseridos no índice, o índice não os rejeita por violar a exclusividade em (Key1, Key2,
Col1)
.
Se desejar que o índice imponha a exclusividade dos valores da tupla (Key1
, Key2
, Col1
), anote Key2
com NOT NULL
na definição da tabela ou crie o índice sem NULL_FILTERED
.
Como descartar um índice
Use a instrução DROP INDEX
para soltar um índice secundário do seu esquema.
Para descartar o índice chamado SingersByFirstLastName
:
DROP INDEX SingersByFirstLastName;
A seguir
- Saiba mais sobre práticas recomendadas de SQL para o Cloud Spanner.
- Entenda os planos de execução de consulta para o Cloud Spanner.
- Saiba como resolver problemas de regressões de desempenho em consultas SQL.