系統(tǒng)如何訪問(wèn)表中的數(shù)據(jù)

一般地，系統(tǒng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，可以使用兩種方法：表掃描和索引查找。第一種方法是表掃描，就是指系統(tǒng)將指針?lè)胖迷谠摫淼谋眍^數(shù)據(jù)所在的數(shù)據(jù)頁(yè)上，然后按照數(shù)據(jù)頁(yè)的排列順序，一頁(yè)一頁(yè)地從前向后掃描該表數(shù)據(jù)所占有的全部數(shù)據(jù)頁(yè)，直至掃描完表中的全部記錄。在掃描時(shí)，如果找到符合查詢條件的記錄，那么就將這條記錄挑選出來(lái)。最后，將全部挑選出來(lái)符合查詢語(yǔ)句條件的記錄顯示出來(lái)。第二種方法是使用索引查找。索引是一種樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，其中存儲(chǔ)了關(guān)鍵字和指向包含關(guān)鍵字所在記錄的數(shù)據(jù)頁(yè)的指針。當(dāng)使用索引查找時(shí)，系統(tǒng)沿著索引的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)索引中關(guān)鍵字和指針，找到符合查詢條件的的記錄。最后，將全部查找到的符合查詢語(yǔ)句條件的記錄顯示出來(lái)。

    在SQL Server中，當(dāng)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)時(shí)，由SQL Server確定該表中是否有索引存在。如果沒(méi)有索引，那么SQL Server使用表掃描的方法訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。查詢處理器根據(jù)分布的統(tǒng)計(jì)信息生成該查詢語(yǔ)句的優(yōu)化執(zhí)行規(guī)劃，以提高訪問(wèn)數(shù)據(jù)的效率為目標(biāo)，確定是使用表掃描還是使用索引。

索引的選項(xiàng)

    在創(chuàng)建索引時(shí)，可以指定一些選項(xiàng)，通過(guò)使用這些選項(xiàng)，可以優(yōu)化索引的性能。這些選項(xiàng)包括FILLFACTOR選項(xiàng)、PAD_INDEX選項(xiàng)和SORTED_DATA_REORG選項(xiàng)。

使用FILLFACTOR選項(xiàng)，可以優(yōu)化插入語(yǔ)句和修改語(yǔ)句的性能。當(dāng)某個(gè)索引頁(yè)變滿時(shí)，SQL Server必須花費(fèi)時(shí)間分解該頁(yè)，以便為新的記錄行騰出空間。使用FILLFACTOR選項(xiàng)，就是在葉級(jí)索引頁(yè)上分配一定百分比的自由空間，以便減少頁(yè)的分解時(shí)間。當(dāng)在有數(shù)據(jù)的表中創(chuàng)建索引時(shí)，可以使用FILLFACTOR選項(xiàng)指定每一個(gè)葉級(jí)索引節(jié)點(diǎn)的填充的百分比。缺省值是0，該數(shù)值等價(jià)于100。在創(chuàng)建索引的時(shí)候，內(nèi)部索引節(jié)點(diǎn)總是留有了一定的空間，這個(gè)空間足夠容納一個(gè)或者兩個(gè)表中的記錄。在沒(méi)有數(shù)據(jù)的表中，當(dāng)創(chuàng)建索引的時(shí)候，不要使用該選項(xiàng)，因?yàn)檫@時(shí)該選項(xiàng)是沒(méi)有實(shí)際意義的。另外，該選項(xiàng)的數(shù)值在創(chuàng)建時(shí)指定以后，不能動(dòng)態(tài)地得到維護(hù)，因此，只應(yīng)該在有數(shù)據(jù)的表中創(chuàng)建索引時(shí)才使用。

PAD_INDEX選項(xiàng)將FILLFACTOR選項(xiàng)的數(shù)值同樣也用于內(nèi)部的索引節(jié)點(diǎn)，使內(nèi)部的索引節(jié)點(diǎn)的填充度與葉級(jí)索引的節(jié)點(diǎn)中的填充度相同。如果沒(méi)有指定FILLFACTOR選項(xiàng)，那么單獨(dú)指定PAD_INDEX選項(xiàng)是沒(méi)有實(shí)際意義的，這是因?yàn)镻AD_INDEX選項(xiàng)的取值是由FILLFACTOR選項(xiàng)的取值確定的。

當(dāng)創(chuàng)建聚簇索引時(shí)，SORTED_DATA_REORG選項(xiàng)清除排序，因此可以減少建立聚簇索引所需要的時(shí)間。當(dāng)在一個(gè)已經(jīng)變成碎塊的表上創(chuàng)建或者重建聚簇索引時(shí)，使用SORTED_DATA_REORG選項(xiàng)可以壓縮數(shù)據(jù)頁(yè)。當(dāng)重新需要在索引上應(yīng)用填充度時(shí)，也使用該選項(xiàng)。當(dāng)使用SORTED_DATA_REORG選項(xiàng)時(shí)，應(yīng)該考慮這些因素：SQL Server確認(rèn)每一個(gè)關(guān)鍵值是否比前一個(gè)關(guān)鍵值高，如果都不高，那么不能創(chuàng)建索引；SQL Server要求1.2倍的表空間來(lái)物理地重新組織數(shù)據(jù)；使用SORTED_DATA_REORG選項(xiàng)，通過(guò)清除排序進(jìn)程而加快索引創(chuàng)建進(jìn)程；從表中物理地拷貝數(shù)據(jù)；當(dāng)某一個(gè)行被刪除時(shí)，其所占的空間可以重新利用；創(chuàng)建全部非聚簇索引；如果希望把葉級(jí)頁(yè)填充到一定的百分比，可以同時(shí)使用FILLFACTOR選項(xiàng)和SORTED_DATA_REORG選項(xiàng)。

索引的維護(hù)

為了維護(hù)系統(tǒng)性能，索引在創(chuàng)建之后，由于頻繁地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除、修改等操作使得索引頁(yè)發(fā)生碎塊，因此，必須對(duì)索引進(jìn)行維護(hù)。

使用DBCC SHOWCONTIG語(yǔ)句，可以顯示表的數(shù)據(jù)和索引的碎塊信息。當(dāng)執(zhí)行DBCC SHOWCONTIG語(yǔ)句時(shí)，SQL Server瀏覽葉級(jí)上的整個(gè)索引頁(yè)，來(lái)確定表或者指定的索引是否嚴(yán)重碎塊。DBCC SHOWCONTIG語(yǔ)句還能確定數(shù)據(jù)頁(yè)和索引頁(yè)是否已經(jīng)滿了。當(dāng)對(duì)表進(jìn)行大量的修改或者增加大量的數(shù)據(jù)之后，或者表的查詢非常慢時(shí)，應(yīng)該在這些表上執(zhí)行DBCC SHOWCONTIG語(yǔ)句。當(dāng)執(zhí)行DBCC SHOWCONTIG語(yǔ)句時(shí)，應(yīng)該考慮這些因素：當(dāng)執(zhí)行DBCC SHOWCONTIG語(yǔ)句時(shí)，SQL Server要求指定表的ID號(hào)或者索引的ID號(hào)，表的ID號(hào)或者索引的ID號(hào)可以從系統(tǒng)表sysindexes中得到；應(yīng)該確定多長(zhǎng)時(shí)間使用一次DBCC SHOWCONTIG語(yǔ)句，這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度要根據(jù)表的活動(dòng)情況來(lái)定，每天、每周或者每月都可以。

使用DBCC DBREINDEX語(yǔ)句重建表的一個(gè)或者多個(gè)索引。當(dāng)希望重建索引和當(dāng)表上有主鍵約束或者唯一性鍵約束時(shí)，執(zhí)行DBCC DBREINDEX語(yǔ)句。除此之外，執(zhí)行DBCC DBREINDEX語(yǔ)句還可以重新組織葉級(jí)索引頁(yè)的存儲(chǔ)空間、刪除碎塊和重新計(jì)算索引統(tǒng)計(jì)。當(dāng)使用執(zhí)行DBCC DBREINDEX語(yǔ)句時(shí)，應(yīng)該考慮這些因素：根據(jù)指定的填充度，系統(tǒng)重新填充每一個(gè)葉級(jí)頁(yè)；使用DBCC DBREINDEX語(yǔ)句重建主鍵約束或者唯一性鍵約束的索引；使用SORTED_DATA_REORG選項(xiàng)可以更快地創(chuàng)建聚簇索引，如果沒(méi)有排列關(guān)鍵值，那么不能使用DBCC DBREINDEX語(yǔ)句；DBCC DBREINDEX語(yǔ)句不支持系統(tǒng)表。另外，還可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)規(guī)劃向?qū)ё詣?dòng)地進(jìn)行重建索引的進(jìn)程。

統(tǒng)計(jì)信息是存儲(chǔ)在SQL Server中的列數(shù)據(jù)的樣本。這些數(shù)據(jù)一般地用于索引列，但是還可以為非索引列創(chuàng)建統(tǒng)計(jì)。SQL Server維護(hù)某一個(gè)索引關(guān)鍵值的分布統(tǒng)計(jì)信息，并且使用這些統(tǒng)計(jì)信息來(lái)確定在查詢進(jìn)程中哪一個(gè)索引是有用的。查詢的優(yōu)化依賴于這些統(tǒng)計(jì)信息的分布準(zhǔn)確度。查詢優(yōu)化器使用這些數(shù)據(jù)樣本來(lái)決定是使用表掃描還是使用索引。當(dāng)表中數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，SQL Server周期性地自動(dòng)修改統(tǒng)計(jì)信息。索引統(tǒng)計(jì)被自動(dòng)地修改，索引中的關(guān)鍵值顯著變化。統(tǒng)計(jì)信息修改的頻率由索引中的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)改變量確定。例如，如果表中有10000行數(shù)據(jù)，1000行數(shù)據(jù)修改了，那么統(tǒng)計(jì)信息可能需要修改。然而，如果只有50行記錄修改了，那么仍然保持當(dāng)前的統(tǒng)計(jì)信息。除了系統(tǒng)自動(dòng)修改之外，用戶還可以通過(guò)執(zhí)行UPDATE STATISTICS語(yǔ)句或者sp_updatestats系統(tǒng)存儲(chǔ)過(guò)程來(lái)手工修改統(tǒng)計(jì)信息。使用UPDATE STATISTICS語(yǔ)句既可以修改表中的全部索引，也可以修改指定的索引。

使用SHOWPLAN和STATISTICS IO語(yǔ)句可以分析索引和查詢性能。使用這些語(yǔ)句可以更好地調(diào)整查詢和索引。SHOWPLAN語(yǔ)句顯示在連接表中使用的查詢優(yōu)化器的每一步以及表明使用哪一個(gè)索引訪問(wèn)數(shù)據(jù)。使用SHOWPLAN語(yǔ)句可以查看指定查詢的查詢規(guī)劃。當(dāng)使用SHOWPLAN語(yǔ)句時(shí)，應(yīng)該考慮這些因素。SET SHOWPLAN_ALL語(yǔ)句返回的輸出結(jié)果比SET SHOWPLAN_TEXT語(yǔ)句返回的輸出結(jié)果詳細(xì)。然而，應(yīng)用程序必須能夠處理SET SHOWPLAN_ALL語(yǔ)句返回的輸出結(jié)果。SHOWPLAN語(yǔ)句生成的信息只能針對(duì)一個(gè)會(huì)話。如果重新連接SQL Server，那么必須重新執(zhí)行SHOWPLAN語(yǔ)句。STATISTICS IO語(yǔ)句表明輸入輸出的數(shù)量，這些輸入輸出用來(lái)返回結(jié)果集和顯示指定查詢的邏輯的和物理的I/O的信息。可以使用這些信息來(lái)確定是否應(yīng)該重寫(xiě)查詢語(yǔ)句或者重新設(shè)計(jì)索引。使用STATISTICS IO語(yǔ)句可以查看用來(lái)處理指定查詢的I/O信息。

就象SHOWPLAN語(yǔ)句一樣，優(yōu)化器隱藏也用來(lái)調(diào)整查詢性能。優(yōu)化器隱藏可以對(duì)查詢性能提供較小的改進(jìn)，并且如果索引策略發(fā)生了改變，那么這種優(yōu)化器隱藏就毫無(wú)用處了。因此，限制使用優(yōu)化器隱藏，這是因?yàn)閮?yōu)化器隱藏更有效率和更有柔性。當(dāng)使用優(yōu)化器隱藏時(shí)，考慮這些規(guī)則：指定索引名稱、當(dāng)index_id為0時(shí)為使用表掃描、當(dāng)index_id為1時(shí)為使用聚簇索引；優(yōu)化器隱藏覆蓋查詢優(yōu)化器，如果數(shù)據(jù)或者環(huán)境發(fā)生了變化，那么必須修改優(yōu)化器隱藏。

索引調(diào)整向?qū)?

索引調(diào)整向?qū)且环N工具，可以分析一系列數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢語(yǔ)句，提供使用一系列數(shù)據(jù)庫(kù)索引的建議，優(yōu)化整個(gè)查詢語(yǔ)句的性能。對(duì)于查詢語(yǔ)句，需要指定下列內(nèi)容：

查詢語(yǔ)句，這是將要優(yōu)化的工作量 
包含了這些表的數(shù)據(jù)庫(kù)，在這些表中，可以創(chuàng)建索引，提高查詢性能 
在分析中使用的表 
在分析中，考慮的約束條件，例如索引可以使用的最大磁盤(pán)空間 
這里指的工作量，可以來(lái)自兩個(gè)方面：使用SQL Server捕捉的軌跡和包含了SQL語(yǔ)句的文件。索引調(diào)整向?qū)Э偸腔谝粋€(gè)已經(jīng)定義好的工作量。如果一個(gè)工作量不能反映正常的操作，那么它建議使用的索引不是實(shí)際的工作量上性能最好的索引。索引調(diào)整向?qū)д{(diào)用查詢分析器，使用所有可能的組合評(píng)定在這個(gè)工作量中每一個(gè)查詢語(yǔ)句的性能。然后，建議在整個(gè)工作量上可以提高整個(gè)查詢語(yǔ)句的性能的索引。如果沒(méi)有供索引調(diào)整向?qū)?lái)分析的工作量，那么可以使用圖解器立即創(chuàng)建它。一旦決定跟蹤一條正常數(shù)據(jù)庫(kù)活動(dòng)的描述樣本，向?qū)軌蚍治鲞@種工作量和推薦能夠提高數(shù)據(jù)庫(kù)工作性能的索引配置。

索引調(diào)整向?qū)?duì)工作量進(jìn)行分析之后，可以查看到一系列的報(bào)告，還可以使該向?qū)Я⒓磩?chuàng)建所建議的最佳索引，或者使這項(xiàng)工作成為一種可以調(diào)度的作業(yè)，或者生成一個(gè)包含創(chuàng)建這些索引的SQL語(yǔ)句的文件。

索引調(diào)整向?qū)г试S為SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)選擇和創(chuàng)建一種理想的索引組合和統(tǒng)計(jì)，而不要求對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)、工作量或者SQL Server內(nèi)部達(dá)到專家的理解程度?？傊?，索引調(diào)整向?qū)軌蜃鞯揭韵聨讉€(gè)方面的工作：

通過(guò)使用查詢優(yōu)化器來(lái)分析工作量中的查詢?nèi)蝿?wù)，向有大量工作量的數(shù)據(jù)庫(kù)推薦一種最佳的索引混合方式 
分析按照建議作出改變之后的效果，包括索引的用法、表間查詢的分布和大量工作中查詢的工作效果 
為少量查詢?nèi)蝿?wù)推薦調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的方法 
通過(guò)設(shè)定高級(jí)選項(xiàng)如磁盤(pán)空間約束、最大的查詢語(yǔ)句數(shù)量和每個(gè)索引的最多列的數(shù)量等，允許定制推薦方式 
圖解器

圖解器能夠?qū)崟r(shí)抓取在服務(wù)器中運(yùn)行的連續(xù)圖片，可以選取希望監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目和事件，包括Transact-SQL語(yǔ)句和批命令、對(duì)象的用法、鎖定、安全事件和錯(cuò)誤。圖解器能夠過(guò)濾這些事件，僅僅顯示用戶關(guān)心的問(wèn)題。可以使用同一臺(tái)服務(wù)器或者其他服務(wù)器重復(fù)已經(jīng)記錄的跟蹤事件，重新執(zhí)行那些已經(jīng)作了記錄的命令。通過(guò)集中處理這些事件，就能夠很容易監(jiān)測(cè)和調(diào)試SQL Server中出現(xiàn)的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)特定事件的研究，監(jiān)測(cè)和調(diào)試SQL Server問(wèn)題變得簡(jiǎn)單多了。

查詢處理器

    查詢處理器是一種可以完成許多工作的多用途的工具。在查詢處理器中，可以交互式地輸入和執(zhí)行各種Transact-SQL語(yǔ)句，并且在一個(gè)窗口中可以同時(shí)查看Transact-SQL語(yǔ)句和其結(jié)果集；可以在查詢處理器中同時(shí)執(zhí)行多個(gè)Transact-SQL語(yǔ)句，也可以執(zhí)行腳本文件中的部分語(yǔ)句；提供了一種圖形化分析查詢語(yǔ)句執(zhí)行規(guī)劃的方法，可以報(bào)告由查詢處理器選擇的數(shù)據(jù)檢索方法，并且可以根據(jù)查詢規(guī)劃調(diào)整查詢語(yǔ)句的執(zhí)行，提出執(zhí)行可以提高性能的優(yōu)化索引建議，這種建議只是針對(duì)一條查詢語(yǔ)句的索引建議，只能提高這一條查詢語(yǔ)句的查詢性能。

系統(tǒng)為每一個(gè)索引創(chuàng)建一個(gè)分布頁(yè)，統(tǒng)計(jì)信息就是指存儲(chǔ)在分布頁(yè)上的某一個(gè)表中的一個(gè)或者多個(gè)索引的關(guān)鍵值的分布信息。當(dāng)執(zhí)行查詢語(yǔ)句時(shí)，為了提高查詢速度和性能，系統(tǒng)可以使用這些分布信息來(lái)確定使用表的哪一個(gè)索引。查詢處理器就是依賴于這些分布的統(tǒng)計(jì)信息，來(lái)生成查詢語(yǔ)句的執(zhí)行規(guī)劃。執(zhí)行規(guī)劃的優(yōu)化程度依賴于這些分布統(tǒng)計(jì)信息的準(zhǔn)確步驟的高低程度。如果這些分布的統(tǒng)計(jì)信息與索引的物理信息非常一致，那么查詢處理器可以生成優(yōu)化程度很高的執(zhí)行規(guī)劃。相反，如果這些統(tǒng)計(jì)信息與索引的實(shí)際存儲(chǔ)的信息相差比較大，那么查詢處理器生成的執(zhí)行規(guī)劃的優(yōu)化程度則比較低。

    查詢處理器從統(tǒng)計(jì)信息中提取索引關(guān)鍵字的分布信息，除了用戶可以手工執(zhí)行UPDATE STATISTICS之外，查詢處理器還可以自動(dòng)收集統(tǒng)計(jì)這些分布信息。這樣，就能夠充分保證查詢處理器使用最新的統(tǒng)計(jì)信息，保證執(zhí)行規(guī)劃具有很高的優(yōu)化程度，減少了維護(hù)的需要。當(dāng)然，使用查詢處理器生成的執(zhí)行規(guī)劃，也有一些限制。例如，使用執(zhí)行規(guī)劃只能提高單個(gè)查詢語(yǔ)句的性能，但是可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生正面的或者付面的影響，因此，要想提高整個(gè)系統(tǒng)的查詢性能，應(yīng)該使用索引調(diào)整向?qū)н@樣的工具。

結(jié)論

在以前的SQL Server版本中，在一個(gè)查詢語(yǔ)句中，一個(gè)表上最多使用一個(gè)索引。而在SQL Server 7.0中，索引操作得到了增強(qiáng)。SQL Server現(xiàn)在使用索引插入和索引聯(lián)合算法來(lái)實(shí)現(xiàn)在一個(gè)查詢語(yǔ)句中的可以使用多個(gè)索引。共享的行標(biāo)識(shí)符用于連接同一個(gè)表上的兩個(gè)索引。如果某個(gè)表中有一個(gè)聚簇索引，因此有一個(gè)聚簇鍵，那么該表上的全部非聚簇索引的葉節(jié)點(diǎn)使用該聚簇鍵作為行定位器，而不是使用物理記錄標(biāo)識(shí)符。如果表中沒(méi)有聚簇索引，那么非聚簇索引繼續(xù)使用物理記錄標(biāo)識(shí)符指向數(shù)據(jù)頁(yè)。在上面的兩種情況中，行定位器是非常穩(wěn)定的。當(dāng)聚簇索引的葉節(jié)點(diǎn)分開(kāi)時(shí)，由于行定位器是有效的，所以非聚簇索引不需要被修改。如果表中沒(méi)有聚簇索引，那么頁(yè)的分開(kāi)就不會(huì)發(fā)生。而在以前的版本中，非聚簇索引使用物理記錄標(biāo)識(shí)符如頁(yè)號(hào)和行號(hào)，作為行的定位器。例如，如果聚簇索引（數(shù)據(jù)頁(yè)）發(fā)生分解時(shí)，許多記錄行被移動(dòng)到了一個(gè)新的數(shù)據(jù)頁(yè)，因此有了多個(gè)新的物理記錄標(biāo)識(shí)符。那么，所有的非聚簇索引都必須使用這些新的物理記錄標(biāo)識(shí)符進(jìn)行修改，這樣就需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和資源。

    索引調(diào)整向?qū)o(wú)論對(duì)熟練用戶還是新用戶，都是一個(gè)很好的工具。熟練用戶可以使用該向?qū)?chuàng)建一個(gè)基本的索引配置，然后在基本的索引配置上面進(jìn)行調(diào)整和定制。新用戶可以使用該向?qū)Э焖俚貏?chuàng)建優(yōu)化的索引。

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