選択的 XML インデックスのパスと最適化ヒントの指定

[アーティクル]
09/05/2023

適用対象:SQL Server Azure SQL Database Azure SQL Managed Instance

この記事では、選択的な XML インデックスを作成または変更するときに、インデックス設定用のインデックスヒントと最適化ヒントへのノードパスを指定する方法について説明します。

ノードパスと最適化ヒントは、次のいずれかのステートメントで同時に指定します。

CREATE ステートメントの FOR 句の中。詳細については、「CREATE SELECTIVE XML INDEX (Transact-SQL)」を参照してください。
ALTER ステートメントの ADD 句の中。詳細については、「ALTER INDEX (選択的 XML インデックス)」を参照してください。

選択的 XML インデックスの詳細については、「選択的 XML インデックス (SXI)」を参照してください。

型指定されていない XML での XQuery 型と SQL Server 型について

選択的 XML インデックスは、XQuery 型と SQL Server 型という 2 つの型システムをサポートします。インデックスを設定するパスを使用して、XQuery 式、または XML データ型の value() メソッドの戻り値の型のいずれかと一致させることができます。

インデックスを設定するパスに注釈が設定されていない場合、または XQUERY キーワードを使用して注釈が設定されている場合、パスは XQuery 式と一致します。 XQUERY 注釈付きノードパスには 2 種類のバリエーションがあります。
- XQUERY キーワードと XQuery データ型を指定しない場合は、既定のマッピングが使用されます。通常、ストレージとパフォーマンスは最適ではありません。
- XQUERY キーワード、XQuery データ型、および他の最適化ヒント (省略可能) を指定すると、パフォーマンスと効率を最大限に高めたストレージを実現できます。ただし、キャストが失敗する可能性があります。
インデックスを設定するパスに SQL キーワードによる注釈が設定されている場合、パスは XML データ型の value() メソッドの戻り値の型と一致します。適切な SQL Server データ型を指定します。これは value() メソッドから戻ることが想定される戻り値の型です。

XQuery 式の XML 型システムと XML データ型の value() メソッドに適用される SQL Server 型システムには、多少の違いがあります。これらの違いを次に示します。

XQuery 型システムは、末尾の空白を認識します。たとえば、文字列 "abc" と "abc " は、XQuery 型セマンティックでは等しくありませんが、SQL Server ではこれらの文字列は等しくなります。
XQuery の浮動小数点データ型は、+/- ゼロと +/- 無限大という特殊な値をサポートします。これらの特殊な値は SQL Server の浮動小数点データ型ではサポートされません。

型指定されていない XML での XQuery 型

XQuery 型は、すべての XML データ型の value() メソッドを含むすべてのメソッド内の XQuery 式と一致します。
XQuery 型は、次の最適化ヒントをサポートします: ()、SINGLETON、DATA TYPE、および MAXLENGTH。

型指定されていない XML に対する XQuery 式では、2 つの操作モードから選択できます。

既定のマッピングモード。このモードでは、選択的 XML インデックスの作成時にパスのみを指定します。
ユーザー指定のマッピングモード。このモードでは、パスと省略可能な最適化ヒントの両方を指定します。

既定のマッピングモードは、常に安全で一般的なストレージオプションを使用します。任意の型の式と一致させることができます。既定のマッピングモードの限界は、最適化されたパフォーマンスよりも小さくなります。これは、実行時に多数のキャストが必要であり、セカンダリインデックスを使用できないためです。

既定のマッピングで作成される選択的 XML インデックスの例を次に示します。 3 つのパスのすべてで、既定のノード型 (xs:untypedAtomic) とカーディナリティが使用されます。

CREATE SELECTIVE XML INDEX example_sxi_UX_default
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    mypath01 =  '/a/b',
    mypath02 = '/a/b/c',
    mypath03 = '/a/b/d'
);

ユーザー指定のマッピングモードでは、ノードの型とカーディナリティを指定することで、パフォーマンスを向上させることができます。ただし、このパフォーマンスの向上は、安全性の放棄 (キャストが失敗する可能性があります) と汎用性の放棄 (指定した型のみが選択的 XML インデックスと一致します) によって実現されます。

型指定されていない XML でサポートされる XQuery の型を次に示します。

xs:boolean
xs:double
xs:string
xs:date
xs:time
xs:dateTime

型が指定されていない場合、ノードは xs:untypedAtomic データ型と見なされます。

選択的 XML インデックスは、次に示す方法で最適化できます。

CREATE SELECTIVE XML INDEX example_sxi_UX_optimized
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    mypath= '/a/b' as XQUERY 'node()',
    pathX = '/a/b/c' as XQUERY 'xs:double' SINGLETON,
    pathY = '/a/b/d' as XQUERY 'xs:string' MAXLENGTH(200) SINGLETON
);
-- mypath - Only the node value is needed; storage is saved.
-- pathX - Performance is improved; secondary indexes are possible.
-- pathY - Performance is improved; secondary indexes are possible; storage is saved.

型指定されていない XML での SQL Server 型

SQL Server 型は、value() メソッドの戻り値の型と一致します。
SQL Server 型は、次の最適化ヒントをサポートします: SINGLETON。

SQL Server 型を返すパスでは、型を必ず指定する必要があります。 value() メソッドで使用するものと同じ SQL Server 型を使用します。

次のクエリがあるとします。

SELECT T.record,
    T.xmldata.value('(/a/b/d)[1]', 'NVARCHAR(200)')
FROM myXMLTable T;

指定されたクエリは、NVARCHAR(200) データ型にパックされたパス /a/b/d の値を返すため、ノード用に指定するデータ型は明白です。ただし、ノードのカーディナリティを型指定されていない XML で指定するスキーマはありません。ノード d を親ノード bの下に最大で 1 つ表示するには、次に示すように、SINGLETON 最適化ヒントを使用する XML インデックスを作成します。

CREATE SELECTIVE XML INDEX example_sxi_US
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    node1223 = '/a/b/d' as SQL NVARCHAR(200) SINGLETON
);

型指定された XML に対する選択的 XML インデックスのサポートについて

SQL Server の型指定された XML は、特定の XML ドキュメントに関連付けられたスキーマです。このスキーマは、ノードの全体的なドキュメントの構造と型を定義します。スキーマが存在する場合、選択的 XML インデックスは、ユーザーがパスを昇格したときのスキーマ構造を適用することで、パスの XQUERY 型を指定する必要がないようにします。

選択的 XML インデックスは、次の XSD 型をサポートします。

xs:anyUri
xs:boolean
xs:date
xs:dateTime
xs:day
xs:decimal
xs:double
xs:float
xs:int
xs:integer
xs:language
xs:long
xs:name
xs:NCName
xs:negativeInteger
xs:nmtoken
xs:nonNegativeInteger
xs:nonPositiveInteger
xs:positiveInteger
xs:qname
xs:short
xs:string
xs:time
xs:token
xs:unsignedByte
xs:unsignedInt
xs:unsignedLong
xs:unsignedShort

スキーマが関連付けられたドキュメントに対して選択的 XML インデックスを作成する場合は、インデックスの設定または変更時に XQuery 型を指定すると、エラーが返されます。ユーザーは、パスの昇格部分で SQL 型の注釈を使用できます。 SQL 型はスキーマに定義された XSD 型の有効な変換である必要があり、そうでない場合はエラーがスローされます。日付型または時刻型を除いて、XSD に十分な表現が指定されたすべての SQL 型がサポートされます。

注意

選択的インデックスは、選択的 XML インデックスのパスの昇格に指定された型が、value() メソッドの戻り値の型と同じ場合に使用されます。

型指定された XML ドキュメントで、次の最適化ヒントを使用できます。

node() 最適化ヒント。
MAXLENGTH 最適化ヒントを xs:string 型と共に使用して、インデックス値を短縮できます。

最適化ヒントの詳細については、「最適化ヒントの指定」を参照してください。

パスを指定する

選択的 XML インデックスを使用して、実行する予定のクエリに関連する格納された XML データから、ノードのサブセットにのみインデックスを設定できます。関連するノードのサブセットが XML ドキュメント内のノードの総数よりも大幅に少ない場合、選択的 XML インデックスには、関連するノードだけが格納されます。選択的 XML インデックスを有効利用するには、インデックスを設定する適切なノードのサブセットを識別します。

インデックスを設定するノードを選択する

次の 2 つの原則を使用して、選択的 XML インデックスに追加する適切なノードのサブセットを識別できます。

原則 1: 特定の XQuery 式を評価するには、調べる必要があるすべてのノードにインデックスを設定する。
- その存在または値が XQuery 式で使用されるすべてのノードにインデックスを設定します。
- XQuery 述語が適用される XQuery 式に含まれるすべてのノードにインデックスを設定します。
この記事のサンプル XML ドキュメントに対する次のクエリを考慮してください。
```
SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b[./c = "43"]') = 1;
```
このクエリを満足させる XML インスタンスを返すため、選択的 XML インデックスは、すべての XML インスタンス内の次の 2 つのノードを調べます。
- ノード c。その値が XQuery 式で使用されているため。
- ノード b。述語が、XQuery 式の中でノードb に適用されるため。
原則 2: 最大限のパフォーマンスを得るには、特定の XQuery 式を評価するために必要なすべてのノードにインデックスを設定します。ノードの一部にのみインデックスを設定した場合、選択的 XML インデックスは、インデックス付きノードのみを含む部分式の評価を向上させます。

上に示した SELECT ステートメントのパフォーマンスを向上させるには、次に示す選択的 XML インデックスを作成します。

CREATE SELECTIVE XML INDEX simple_sxi
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    path123 =  '/a/b',
    path124 =  '/a/b/c'
);

同一パスのインデックス設定

同一パスを異なる名前で同じデータ型として昇格させることはできません。たとえば、次のクエリでは、 pathOne と pathTwo が同じため、エラーが発生します。

CREATE SELECTIVE INDEX test_simple_sxi ON T1(xmlCol)
FOR
(
    pathOne = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:string',
    pathTwo = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:string'
);

ただし、同一パスを異なる名前を持つ異なるデータ型として昇格させることはできます。たとえば、次のクエリはデータ型が異なるため、許容されます。

CREATE SELECTIVE INDEX test_simple_sxi ON T1(xmlCol)
FOR
(
    pathOne = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:double',
    pathTwo = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:string'
);

例

異なる XQuery 型用のインデックスを設定するために適切なノードを選択する例を、さらにいくつか次に示します。

例 1

次に示すのは、exist() メソッドを使用する単純な XQuery です。

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b/c/d/e/h') = 1;

次の表に、このクエリで選択的 XML インデックスの使用を可能にするためにインデックスを設定する必要があるノードを示します。

インデックスに含めるノード	このノードにインデックスを設定する理由
/a/b/c/d/e/h	ノード `h` の存在が `exist()` メソッドで評価される。

例 2

次に示すのは、前の XQuery のより複雑なバリエーションです。ここでは述語が適用されます。

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b/c/d/e[./f = "SQL"]') = 1;

次の表に、このクエリで選択的 XML インデックスの使用を可能にするためにインデックスを設定する必要があるノードを示します。

インデックスに含めるノード	このノードにインデックスを設定する理由
/a/b/c/d/e	述語がノード `e`に適用される。
/a/b/c/d/e/f	ノード `f` の値が述語内で評価される。

例 3

次に示すのは、value() 句を使用するさらに複雑なクエリです。

SELECT T.record,
    T.xmldata.value('(/a/b/c/d/e[./f = "SQL"]/g)[1]', 'nvarchar(100)')
FROM myXMLTable T;

次の表に、このクエリで選択的 XML インデックスの使用を可能にするためにインデックスを設定する必要があるノードを示します。

インデックスに含めるノード	このノードにインデックスを設定する理由
/a/b/c/d/e	述語がノード `e`に適用される。
/a/b/c/d/e/f	ノード `f` の値が述語内で評価される。
/a/b/c/d/e/g	ノード `g` の値が `value()` メソッドによって返される。

例 4

次に示すのは、exist() 句の中で FLWOR 句を使用するクエリです (FLWOR という名前は、XQuery FLWOR 式を構成できる 5 つの句 (for、let、where、order by、および return) に由来します)。

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('
  For $x in /a/b/c/d/e
  Where $x/f = "SQL"
  Return $x/g
') = 1;

次の表に、このクエリで選択的 XML インデックスの使用を可能にするためにインデックスを設定する必要があるノードを示します。

インデックスに含めるノード	このノードにインデックスを設定する理由
/a/b/c/d/e	ノード `e` の存在が FLWOR 区の中で評価される。
/a/b/c/d/e/f	ノード `f` の値が FLWOR 句の中で評価される。
/a/b/c/d/e/g	ノード `g` の存在が `exist()` メソッドで評価される。

最適化ヒントの指定

省略可能な最適化ヒントを使用して、選択的 XML インデックスによってインデックス設定されるノードのマッピングの詳細を指定できます。たとえば、ノードのデータ型とカーディナリティ、およびデータの構造に関する特定の情報を指定できます。この追加情報により、マッピングに対するサポートが向上します。さらに、パフォーマンスの向上またはストレージの節約、あるいはその両方が実現します。

最適化ヒントの使用は任意です。常に既定のマッピングをそのまま使用できます。これらは信頼できますが、最適化されたパフォーマンスとストレージを提供しない場合があります。

SINGLETON ヒントなどの一部の最適化ヒントでは、データに対する制約が生じます。場合によっては、これらの制約が満たされないとエラーが発生します。

最適化ヒントの利点

次の表に、より効率的なストレージまたはパフォーマンスの向上をサポートする最適化ヒントを示します。

最適化ヒント	より効率的なストレージ	パフォーマンスの向上
node()	はい	いいえ
SINGLETON	いいえ	はい
DATA TYPE	はい	はい
MAXLENGTH	はい	はい

最適化ヒントとデータ型

ノードに XQuery データ型または SQL Server データ型としてインデックスを設定できます。次の表に、各データ型でサポートされる最適化ヒントを示します。

最適化ヒント	XQuery のデータ型	SQL データ型
node()	はい	いいえ
SINGLETON	はい	はい
DATA TYPE	はい	いいえ
MAXLENGTH	はい	いいえ

node() 最適化ヒント

適用先: XQuery データ型

node() 最適化ヒントを使用して、一般的なクエリではその値を評価する必要がないノードを指定できます。このヒントは、通常のクエリがノードの存在のみを評価する必要があるときに必要なメモリ量が減少します (既定では、選択的 XML インデックスは、complex ノード型以外の昇格されたすべてのノードの値を格納します)。

次に例を示します。

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b[./c=5]') = 1;

このクエリを選択的 XML インデックスを使用して評価するには、ノード b とノード cを昇格します。ただし、ノード b の値は必要ないため、次の構文で node() ヒントを使用できます。

`/a/b/ as node()

node() ヒントでインデックス設定されているノードの値がクエリで必要な場合、選択的 XML インデックスは使用できません。

SINGLETON 最適化ヒント

適用先: XQuery データ型または SQL Server データ型

SINGLETON 最適化ヒントは、ノードのカーディナリティを指定します。このヒントは、ノードが親または先祖の中で最大で 1 回出現することを事前に通知するため、クエリのパフォーマンスが向上します。

この記事のサンプル XML ドキュメントを参考にしてください。

選択的 XML を使用してこのドキュメントのクエリを実行するには、ノード d が親の中で最大 1 回出現するため、そのノードに対して SINGLETON ヒントを指定できます。

SINGLETON ヒントは指定されているが、ノードがその親または先祖の中で複数回出現した場合は、インデックスの作成時 (既存のデータの場合) またはクエリの実行時 (新規データの場合) にエラーが発生します。

DATA TYPE 最適化ヒント

適用先: XQuery データ型

DATA TYPE 最適化ヒントを使用して、インデックス付きノードに対して XQuery データ型または SQL Server データ型を指定できます。このデータ型は、選択的 XML インデックスのデータテーブル内のインデックス付きノードに対応する列で使用されます。

既存の値の指定されたデータ型へのキャストが失敗した場合でも、インデックスへの挿入操作は失敗しません。ただし、インデックスのデータテーブルには NULL 値が挿入されます。

MAXLENGTH 最適化ヒント

適用先: XQuery データ型

MAXLENGTH 最適化ヒントを使用して、xs:string データの長さを制限できます。 VARCHAR データ型または NVARCHAR データ型を指定するときに長さを指定するため、MAXLENGTH は SQL Server データ型には関連しません。

既存の文字列が指定された MAXLENGTH よりも長い場合は、その値をインデックスに挿入する操作は失敗します。

例で参照されるサンプル XML ドキュメント

この記事の例では、次に示すサンプル XML ドキュメントが参照されています。

<a>
    <b>
         <c atc="aa">10</c>
         <c atc="bb">15</c>
         <d atd1="dd" atd2="ddd">md </d>
    </b>
     <b>
        <c></c>
        <c atc="">117</c>
     </b>
</a>

選択的 XML インデックスのパスと最適化ヒントの指定

型指定されていない XML での XQuery 型と SQL Server 型について

型指定されていない XML での XQuery 型

型指定されていない XML での SQL Server 型

型指定された XML に対する選択的 XML インデックスのサポートについて

パスを指定する

インデックスを設定するノードを選択する

同一パスのインデックス設定

例

例 1

例 2

例 3

例 4

最適化ヒントの指定

最適化ヒントの利点

最適化ヒントとデータ型

node() 最適化ヒント

SINGLETON 最適化ヒント

DATA TYPE 最適化ヒント

MAXLENGTH 最適化ヒント

例で参照されるサンプル XML ドキュメント

関連項目

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その他のリソース