Llaves foraneas e Indices en sql

Si alguna vez tomaste clases de bases de datos o trabajas con ellas, seguramente recordarás que siempre te insistieron en la importancia de relacionar tus tablas, y por lo tanto, tener claves foráneas para establecer esas relaciones.

Una de las preguntas que siempre hacía, pero que nunca me respondían del todo bien, era por qué tenía que poner claves foráneas para relacionar las tablas. Su única respuesta era que las claves foráneas son necesarias porque forman la relación, pero fuera de eso, no había más explicación.

Resulta que existe una mejor explicación que simplemente formar una relación: la creación de claves foráneas también hace más rápida una consulta con joins.

Llaves Foraneas y velocidad

Una llave foránea puede hacer que una consulta con joins sea más rápida por varias razones relacionadas con cómo las bases de datos están estructuradas y optimizadas. Aquí hay algunas razones clave:

Índices

Cuando se define una llave foránea, generalmente se crea un índice en la columna de la llave foránea. Este índice permite que la base de datos localice rápidamente las filas relacionadas en la tabla referenciada. Los índices aceleran las búsquedas y las uniones (joins) porque reducen el número de filas que la base de datos necesita escanear.

Integridad referencial

Las llaves foráneas garantizan que los valores en una columna de una tabla coincidan con los valores en la columna referenciada de otra tabla. Esto permite que la base de datos optimice las consultas, ya que puede hacer ciertas suposiciones sobre la integridad y la estructura de los datos.

Optimización de consultas

Los motores de bases de datos utilizan información sobre las llaves foráneas para optimizar los planes de ejecución de las consultas. Saben que ciertas columnas están relacionadas y pueden usar esta información para elegir el mejor método de unión y orden de operaciones.

Cache y almacenamiento

Los sistemas de bases de datos modernos utilizan estrategias avanzadas de almacenamiento en caché y distribución de datos que pueden beneficiarse del uso de llaves foráneas. La información referencial permite a la base de datos almacenar y acceder a los datos de manera más eficiente.

Por esta razon es una muy buena practica hacer relaciones entre las tablas mediante el uso de una llave foranea ya que esta crea al mismo tiempo un indice que mejorara el tiempo de consulta en caso de tener sentencias join, el rendimiento puede ser tan considerable como bajar una consulta de minutos a segundos si se utiliza de forma eficiente los indices o las llaves foraneas.

En el caso de no tener una llave foranea que relacione las tablas se puede mejorar el tiempo de la consulta si hacemos indices los campos que estan siendo utilizados por la sentencia join

Indices la clave de la velocidad

Un índice es una estructura que almacena el valor de una o más columnas de una tabla en un orden específico, junto con punteros que apuntan a las filas correspondientes en la tabla. Esto permite a la base de datos encontrar y acceder a los datos de manera más eficiente.

Tipos de indices

Índice simple

Un índice basado en una sola columna.

Índice compuesto

Un índice basado en múltiples columnas.

Índice único

Asegura que todos los valores en la columna indexada sean distintos.

Índice no único

Permite valores duplicados en la columna indexada.

B-Tree (Árbol-B)

El tipo de índice más común, adecuado para una amplia gama de consultas.

Hash

Adecuado para búsquedas de igualdad, como = y IN. No es eficiente para búsquedas de rango.

Ventajas de los índices

Mejora en el rendimiento de las consultas: Los índices permiten a la base de datos encontrar datos rápidamente sin tener que escanear toda la tabla.

Eficiencia en la búsqueda: Almacenar datos en un orden específico facilita las búsquedas y las operaciones de ordenamiento.

Facilita la ejecución de operaciones JOIN y ORDER BY: Los índices pueden acelerar la ejecución de estas operaciones al proporcionar un acceso rápido a las filas relevantes.

Desventajas de los índices

Espacio adicional: Los índices requieren espacio adicional en disco para almacenarse.

Coste de mantenimiento: Cada vez que se inserta, actualiza o elimina un registro en la tabla, los índices deben actualizarse, lo que puede ralentizar estas operaciones.

Selección inadecuada de índices: Crear índices en columnas que no se usan frecuentemente en las consultas puede resultar en un uso ineficiente de recursos.

Mejores prácticas

Seleccionar columnas adecuadas: Crea índices en columnas que se utilizan frecuentemente en condiciones de búsqueda (WHERE), ordenamiento (ORDER BY), y en condiciones de unión (JOIN).

Evitar índices innecesarios: No crees índices en columnas con datos altamente repetitivos o en columnas que no se utilizan frecuentemente en consultas.

Monitorizar y ajustar: Utiliza herramientas de monitoreo y analítica de bases de datos para identificar índices que no se están utilizando o que están causando problemas de rendimiento.