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SQL Server 索引結(jié)構(gòu)及其使用(二) 改善SQL語句

2019-11-05 14:53mssql教程網(wǎng) Sql Server

很多人不知道SQL語句在SQL SERVER中是如何執(zhí)行的,他們擔(dān)心自己所寫的SQL語句會被SQL SERVER誤解。

比如: 
select * from table1 where name=''zhangsan'' and tID > 10000 
和執(zhí)行: 
select * from table1 where tID > 10000 and name=''zhangsan''    
一些人不知道以上兩條語句的執(zhí)行效率是否一樣,因?yàn)槿绻唵蔚膹恼Z句先后上看,這兩個語句的確是不一樣,如果tID是一個聚合索引,那么后一句僅僅從表的10000條以后的記錄中查找就行了;而前一句則要先從全表中查找看有幾個name=''zhangsan''的,而后再根據(jù)限制條件條件tID>10000來提出查詢結(jié)果。 

  事實(shí)上,這樣的擔(dān)心是不必要的。SQL SERVER中有一個“查詢分析優(yōu)化器”,它可以計(jì)算出where子句中的搜索條件并確定哪個索引能縮小表掃描的搜索空間,也就是說,它能實(shí)現(xiàn)自動優(yōu)化。 

  雖然查詢優(yōu)化器可以根據(jù)where子句自動的進(jìn)行查詢優(yōu)化,但大家仍然有必要了解一下“查詢優(yōu)化器”的工作原理,如非這樣,有時查詢優(yōu)化器就會不按照您的本意進(jìn)行快速查詢。 

  在查詢分析階段,查詢優(yōu)化器查看查詢的每個階段并決定限制需要掃描的數(shù)據(jù)量是否有用。如果一個階段可以被用作一個掃描參數(shù)(SARG),那么就稱之為可優(yōu)化的,并且可以利用索引快速獲得所需數(shù)據(jù)。 

  SARG的定義:用于限制搜索的一個操作,因?yàn)樗ǔJ侵敢粋€特定的匹配,一個值得范圍內(nèi)的匹配或者兩個以上條件的AND連接。形式如下: 
列名 操作符 <常數(shù) 或 變量> 

或 

<常數(shù) 或 變量> 操作符列名 
列名可以出現(xiàn)在操作符的一邊,而常數(shù)或變量出現(xiàn)在操作符的另一邊。如: 
Name='張三' 

價格>5000 

5000<價格 

Name='張三' and 價格>5000 
  如果一個表達(dá)式不能滿足SARG的形式,那它就無法限制搜索的范圍了,也就是SQL SERVER必須對每一行都判斷它是否滿足WHERE子句中的所有條件。所以一個索引對于不滿足SARG形式的表達(dá)式來說是無用的。 

  介紹完SARG后,我們來總結(jié)一下使用SARG以及在實(shí)踐中遇到的和某些資料上結(jié)論不同的經(jīng)驗(yàn): 

1、Like語句是否屬于SARG取決于所使用的通配符的類型 
如:name like ‘張%' ,這就屬于SARG 

而:name like ‘%張' ,就不屬于SARG。 
原因是通配符%在字符串的開通使得索引無法使用。 

2、or 會引起全表掃描 
  Name='張三' and 價格>5000 符號SARG,而:Name='張三' or 價格>5000 則不符合SARG。使用or會引起全表掃描。 
3、非操作符、函數(shù)引起的不滿足SARG形式的語句 
  不滿足SARG形式的語句最典型的情況就是包括非操作符的語句,如:NOT、!=、<>、!<、!>、NOT EXISTS、NOT IN、NOT LIKE等,另外還有函數(shù)。下面就是幾個不滿足SARG形式的例子: 
ABS(價格)<5000 

Name like ‘%三' 

有些表達(dá)式,如: 

WHERE 價格*2>5000 

SQL SERVER也會認(rèn)為是SARG,SQL SERVER會將此式轉(zhuǎn)化為: 
WHERE 價格>2500/2 
但我們不推薦這樣使用,因?yàn)橛袝rSQL SERVER不能保證這種轉(zhuǎn)化與原始表達(dá)式是完全等價的。 

4、IN 的作用相當(dāng)與OR 
語句: 
Select * from table1 where tid in (2,3) 

和 

Select * from table1 where tid=2 or tid=3 
是一樣的,都會引起全表掃描,如果tid上有索引,其索引也會失效。

5、盡量少用NOT 

6、exists 和 in 的執(zhí)行效率是一樣的 
  很多資料上都顯示說,exists要比in的執(zhí)行效率要高,同時應(yīng)盡可能的用not exists來代替not in。但事實(shí)上,我試驗(yàn)了一下,發(fā)現(xiàn)二者無論是前面帶不帶not,二者之間的執(zhí)行效率都是一樣的。因?yàn)樯婕白硬樵儯覀冊囼?yàn)這次用SQL SERVER自帶的pubs數(shù)據(jù)庫。運(yùn)行前我們可以把SQL SERVER的statistics I/O狀態(tài)打開: 
(1)select title,price from titles where title_id in (select title_id from sales where qty>30) 
該句的執(zhí)行結(jié)果為: 
表 ''sales''。掃描計(jì)數(shù) 18,邏輯讀 56 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 
表 ''titles''。掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 2 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 

(2)select title,price from titles 
where exists (select * from sales 
where sales.title_id=titles.title_id and qty>30) 
第二句的執(zhí)行結(jié)果為: 
表 ''sales''。掃描計(jì)數(shù) 18,邏輯讀 56 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 
表 ''titles''。掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 2 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 

我們從此可以看到用exists和用in的執(zhí)行效率是一樣的。 

7、用函數(shù)charindex()和前面加通配符%的LIKE執(zhí)行效率一樣 
  前面,我們談到,如果在LIKE前面加上通配符%,那么將會引起全表掃描,所以其執(zhí)行效率是低下的。但有的資料介紹說,用函數(shù)charindex()來代替LIKE速度會有大的提升,經(jīng)我試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)這種說明也是錯誤的: 
select gid,title,fariqi,reader from tgongwen 
where charindex(''刑偵支隊(duì)'',reader)>0 and fariqi>''2004-5-5'' 
用時:7秒,另外:掃描計(jì)數(shù) 4,邏輯讀 7155 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 

select gid,title,fariqi,reader from tgongwen 
where reader like ''%'' + ''刑偵支隊(duì)'' + ''%'' and fariqi>''2004-5-5'' 
用時:7秒,另外:掃描計(jì)數(shù) 4,邏輯讀 7155 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 

8、union并不絕對比or的執(zhí)行效率高 
  我們前面已經(jīng)談到了在where子句中使用or會引起全表掃描,一般的,我所見過的資料都是推薦這里用union來代替or。事實(shí)證明,這種說法對于大部分都是適用的。 
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen 
where fariqi=''2004-9-16'' or gid>9990000 
用時:68秒。掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 404008 次,物理讀 283 次,預(yù)讀 392163 次。 

select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi=''2004-9-16'' 
union 
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where gid>9990000 
用時:9秒。掃描計(jì)數(shù) 8,邏輯讀 67489 次,物理讀 216 次,預(yù)讀 7499 次。 

看來,用union在通常情況下比用or的效率要高的多。 

  但經(jīng)過試驗(yàn),筆者發(fā)現(xiàn)如果or兩邊的查詢列是一樣的話,那么用union則反倒和用or的執(zhí)行速度差很多,雖然這里union掃描的是索引,而or掃描的是全表。 
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen 
where fariqi=''2004-9-16'' or fariqi=''2004-2-5'' 
用時:6423毫秒。掃描計(jì)數(shù) 2,邏輯讀 14726 次,物理讀 1 次,預(yù)讀 7176 次。 
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi=''2004-9-16'' 
union 
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi=''2004-2-5'' 
用時:11640毫秒。掃描計(jì)數(shù) 8,邏輯讀 14806 次,物理讀 108 次,預(yù)讀 1144 次。 

9、字段提取要按照“需多少、提多少”的原則,避免“select *” 
我們來做一個試驗(yàn): 
select top 10000 gid,fariqi,reader,title from tgongwen order by gid desc 
用時:4673毫秒 

select top 10000 gid,fariqi,title from tgongwen order by gid desc 
用時:1376毫秒 

select top 10000 gid,fariqi from tgongwen order by gid desc 
用時:80毫秒 

  由此看來,我們每少提取一個字段,數(shù)據(jù)的提取速度就會有相應(yīng)的提升。提升的速度還要看您舍棄的字段的大小來判斷。 

10、count(*)不比count(字段)慢 
  某些資料上說:用*會統(tǒng)計(jì)所有列,顯然要比一個世界的列名效率低。這種說法其實(shí)是沒有根據(jù)的。我們來看: 
select count(*) from Tgongwen 
用時:1500毫秒 

select count(gid) from Tgongwen 
用時:1483毫秒 

select count(fariqi) from Tgongwen 
用時:3140毫秒 

select count(title) from Tgongwen 
用時:52050毫秒 

  從以上可以看出,如果用count(*)和用count(主鍵)的速度是相當(dāng)?shù)模鴆ount(*)卻比其他任何除主鍵以外的字段匯總速度要快,而且字段越長,匯總的速度就越慢。我想,如果用count(*), SQL SERVER可能會自動查找最小字段來匯總的。當(dāng)然,如果您直接寫count(主鍵)將會來的更直接些。 

11、order by按聚集索引列排序效率最高 
我們來看:(gid是主鍵,fariqi是聚合索引列): 
select top 10000 gid,fariqi,reader,title from tgongwen 
用時:196 毫秒。 掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 289 次,物理讀 1 次,預(yù)讀 1527 次。 

select top 10000 gid,fariqi,reader,title from tgongwen order by gid asc 
用時:4720毫秒。 掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 41956 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 1287 次。 

select top 10000 gid,fariqi,reader,title from tgongwen order by gid desc 
用時:4736毫秒。 掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 55350 次,物理讀 10 次,預(yù)讀 775 次。 
用時:173毫秒。 

select top 10000 gid,fariqi,reader,title from tgongwen order by fariqi asc 
掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 290 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 

select top 10000 gid,fariqi,reader,title from tgongwen order by fariqi desc 
用時:156毫秒。 掃描計(jì)數(shù) 1,邏輯讀 289 次,物理讀 0 次,預(yù)讀 0 次。 

  從以上我們可以看出,不排序的速度以及邏輯讀次數(shù)都是和“order by 聚集索引列” 的速度是相當(dāng)?shù)模@些都比“order by 非聚集索引列”的查詢速度是快得多的。 
  同時,按照某個字段進(jìn)行排序的時候,無論是正序還是倒序,速度是基本相當(dāng)?shù)摹?nbsp;

12、高效的TOP 
  事實(shí)上,在查詢和提取超大容量的數(shù)據(jù)集時,影響數(shù)據(jù)庫響應(yīng)時間的最大因素不是數(shù)據(jù)查找,而是物理的I/0操作。如: 
select top 10 * from ( 
select top 10000 gid,fariqi,title from tgongwen 
where neibuyonghu=''辦公室'' 
order by gid desc) as a 
order by gid asc 
  這條語句,從理論上講,整條語句的執(zhí)行時間應(yīng)該比子句的執(zhí)行時間長,但事實(shí)相反。因?yàn)椋泳鋱?zhí)行后返回的是10000條記錄,而整條語句僅返回10條語句,所以影響數(shù)據(jù)庫響應(yīng)時間最大的因素是物理I/O操作。而限制物理I/O操作此處的最有效方法之一就是使用TOP關(guān)鍵詞了。TOP關(guān)鍵詞是SQL SERVER中經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化過的一個用來提取前幾條或前幾個百分比數(shù)據(jù)的詞。經(jīng)筆者在實(shí)踐中的應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)TOP確實(shí)很好用,效率也很高。但這個詞在另外一個大型數(shù)據(jù)庫ORACLE中卻沒有,這不能說不是一個遺憾,雖然在ORACLE中可以用其他方法(如:rownumber)來解決。在以后的關(guān)于“實(shí)現(xiàn)千萬級數(shù)據(jù)的分頁顯示存儲過程”的討論中,我們就將用到TOP這個關(guān)鍵詞。 

  到此為止,我們上面討論了如何實(shí)現(xiàn)從大容量的數(shù)據(jù)庫中快速地查詢出您所需要的數(shù)據(jù)方法。當(dāng)然,我們介紹的這些方法都是“軟”方法,在實(shí)踐中,我們還要考慮各種“硬”因素,如:網(wǎng)絡(luò)性能、服務(wù)器的性能、操作系統(tǒng)的性能,甚至網(wǎng)卡、交換機(jī)等。

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