SQL Server性能调教系列(6)—Index Structure and Tuning

tonwei139

　　一：前言
　　Index对数据库性能有着举足轻重的作用。Index设计的优劣直接影响到DB执行的效率。所以在做DB Tuning时，一部分会从Index着手处理，SQL Server也提供了很好的工具Database Engine Tuning Advisor，会给出一些建Index和优化方面的建议。
　　
　　二：Index概述
　　这方面在各个博客论坛上面已经讲的比较多了，在此大致总结一下：
　　1. 数据表的基本结构
　　当建立一个新表时，系统将在磁盘中分配一段以8K为单位的连续空间；当第一个8K用完的时候，SQL Server指针会自动分配8K的空间。每个8K空间成为一个数据页（Page），又称页面或者数据页面，并分配0-7的页号，每个文件的第0页记录引导信息，叫文件头（File Header）；每8个数据页（64K）的组合形成扩展区（Extent），成为扩展。全部的数据页的组合形成堆（Heap）。
　　
　　2. 索引的基本概念
　　建立索引的目的就是提高数据检索效率，改善数据库工作性能，提高数据访问速度。系统表sysindexes存储Index的重要信息。以B-Tree为存储结构。
　　
　　3. 数据表扫描与索引的使用
　　没有索引时，访问表的数据时按照Table Scan，平均效率比较低。
　　建立索引时，访问表的数据时按照Index Scan/Seek，平均效率很高。

　　
　　4. 聚集索引和非聚集索引(Clustered Index and Non Clustered Index)
　　相同点：

• 以B-Tree为存储结构存放的一组数据页
  
• 不同阶的节点包含指向另一个阶的数据页
  
• 子节点包含所有的键值
  
• 在sysindexes中可以找到索引的大小和内容分布
  
• 都会提高数据查询的效率
  

　　不同点：

• 叶子节点存放什么：聚集索引存放实际的数据页；非聚集索引存放指针
  

　　注意：子叶层级存放的内容不一样。
　　
　　5. 覆盖索引(Covering Index)
　　索引覆盖是指建索引的字段正好是覆盖查询条件中所涉及的字段,这里需要注意的是,必须是从第一个开始覆盖。
　　
　　6. 死锁(DackLock)
　　请参照
　　http://www.iyunv.com/changbluesky/archive/2010/06/10/1753021.html
　　
　　三：性能简述(Performance)
　　1. Index碎片
　　1.1 查询碎片
　　sys.dm_db_index_physical_stats可以用来检测特定索引、表或索引视图的所有索引、数据库中所有索引或所有数据库中所有索引中的碎片。

　　重要栏位:

avg_fragmentation_in_percent	逻辑碎片（索引中的无序页）的百分比
fragment_count	索引中的碎片（物理上连续的叶页）数量
avg_fragment_size_in_pages	索引中一个碎片的平均页数

　　
　　1.2. 重建索引与重组索引(rebuild and reorganize)
　　无论何时对基础数据执行插入、更新或删除操作，SQL Server 数据库引擎都会自动维护索引。随着时间的推移，这些修改可能会导致索引中的信息分散在数据库中（含有碎片）。当索引包含的页中的逻辑排序（基于键值）与数据文件中的物理排序不匹配时，就存在碎片。碎片非常多的索引可能会降低查询性能，导致应用程序响应缓慢。通过重新组织索引或重新生成索引来修复索引碎片，提高性能。

• ALTER INDEX IX_IndexName ON dbo.TableName REBUILD WITH (ONLINE=ON)
  
• ALTER INDEX IX_IndexName ON dbo.TableName REORGANIZE
  

　　
　　两种方法的区别：

• 重新组织索引是通过对叶页进行物理重新排序，使其与叶节点的逻辑顺序（从左到右）相匹配，从而对表或视图的聚集索引和非聚集索引的叶级别进行碎片整理。
  
• 重新生成索引将删除该索引并创建一个新索引。此过程中将删除碎片，通过使用指定的或现有的填充因子设置压缩页来回收磁盘空间，并在连续页中对索引行重新排序（根据需要分配新页）。这样可以减少获取所请求数据所需的页读取数，从而提高磁盘性能。
  

　　
　　建议根据碎片程度，使用修复碎片的最佳方法：

　　
　　2. 选择正确而的Index
　　2.1 主要的考量
　　以范围查询
　　常常需要排序的数据
　　2.2 次要考量
　　栏位长度要短

• 会影响所有的非聚集索引
  
• 非聚集索引的子也曾都包含所有聚集索引的键值
  

　　数据的类型
　　
　　3.建立索引的方针
　　所有SQL语法的优先性
　　优先建立多个查询语法可以共通使用的索引
　　建立符合索引时，最佳的栏位顺序
　　
　　四：总结
　　
　　与书中的索引一样，数据库中的索引使您可以快速找到表或索引视图中的特定信息。索引包含从表或视图中一个或多个列生成的键，以及映射到指定数据的存储位置的指针。通过创建设计良好的索引以支持查询，可以显著提高数据库查询和应用程序的性能。索引可以减少为返回查询结果集而必须读取的数据量。索引还可以强制表中的行具有唯一性，从而确保表数据的数据完整性。
　　设计良好的索引可以减少磁盘 I/O 操作，并且消耗的系统资源也较少，查询优化器也能够很好的利用索引，提高查询性能。
　　
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