資料庫索引設計準則與特徵完整指南

索引設計十大原則

1. 權衡寫入與讀取：大量索引拖慢 INSERT/UPDATE/DELETE（需維護所有索引），但加速 SELECT。視工作負載比例決定索引數量。
2. 組合索引威力：(ColA, ColB, ColC) 等同於 (ColA)、(ColA, ColB)、(ColA, ColB, ColC) 三個索引，節省空間並支援前綴查詢。
3. 覆蓋索引消除回表：查詢欄位全包含於索引中，僅掃描索引頁不讀資料頁，大幅減少 I/O。代價是索引變寬、維護成本增。
4. 小表不必索引：全表掃描可能比索引遍歷更快（避免隨機 I/O）。
5. 善用工具輔助：SQL Profiler + Index Tuning Wizard 分析工作負載，自動推薦索引集，平衡查詢速度與更新成本。
6. 視圖與計算欄可建索引：擴展索引應用範圍。
7. 避免索引欄用 IS NULL/IS NOT NULL：含 NULL 值的列不進索引（單列索引無記錄，組合索引全 NULL 無記錄），導致索引失效。
8. 選擇度準則：常查詢回傳 < 15% 行數的大表宜建索引。
9. 95/5 法則：回傳 < 5% 總行數用索引最快；> 5% 全表掃描通常更優。
10. PK/UK 自動索引，FK 需手動：外鍵欄位常用於 JOIN，強烈建議顯式建立索引。

索引特徵分類

• 聚集 vs 非聚集：聚集索引決定資料物理順序，每表僅一個；非聚集索引存儲邏輯指標。
• 唯一 vs 非唯一：唯一索引強制欄值唯一。
• 單欄 vs 多欄 (組合)：組合索引欄順序關鍵，遵循「最高選擇度在前」或「查詢 WHERE 子句順序」。
• 遞增 vs 遞減：預設遞增，主流資料庫支援反向索引 (Descending) 優化 ORDER BY col DESC。
• 覆蓋 vs 非覆蓋：是否包含查詢所需所有欄位。
• 儲存特徵自訂：填充因子、檔案群組位置、分區對齊。
• 位圖索引：低基數欄位（性別、狀態碼）適用，OLAP 環境常見。

實務建議

• 定期 REORG / REBUILD INDEX 消除碎片。
• 監控 syscat.indexes 統計資訊（NLEAF, NLEVELS, FULLKEYCARD）評估索引健康度。
• 避免過度索引：每表 5-8 個索引為常見上限，視寫入比例調整。
• 利用 INCLUDE 子句 (DB2) 將非鍵值欄位附加至索引，以低成本實現覆蓋查詢。