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2007年08月02日 20:32:56

如何让你的SQL运行得更快 (索引在SQL中对性能的影响)

首先恭喜大宇宙信息创造(中国)有限公司通过CMMI L5。

下午华为又打电话来让去面试配置管理的职位,我答应了。原本不想去的,不过在北京时答应了,只好走一趟,也有朋友在华为配置管理总部工作。当然我也不会给他公司造成损失的,来个年薪7万他肯定不要我(据说一般4500-5000/月,当然还有别的补助1000来块,没试用期,带薪培训,一年合同,还有很多的奖金)。他竟然打电话说把其表姐介绍我,晕,富士康年薪10w多的MISS会看上我,怪了,嘿嘿。

我们组的几位很关心我啊,包括Leader,哈哈,专门开会讲述我的北京一日游,几乎是每一件事都问的非常的详细。(本人找工作一事只有这几人知道,还是因为我留了公司电话,而他们又打到公司了,一猜就知道了)甚至是AW请吃饭也得告诉他们,晕了。当我介绍说人家的客户是XXXX多牛的时候,那个“傻瓜”立马发言:“赶紧赶紧约她周六来天津玩,H哥亲自开车免费服务,要去哪就去哪,让我们认识认识......”,哈哈,笨,我不已经说了是我师妹嘛,来天津?来这儿干吗,都呆了四年了,还来!又没有什么牵挂。还好有人明白,他师妹不就是天津工业大学的么,“傻瓜”发言了,哎呀,一激动忘了~ 哈哈 晕死我。


下面是一主题,当然是在自邹建的文章,比较不错,所以在此一述。

索引在SQL中对性能的影响
一、不合理的索引设计
----例:表record有620000行,试看在不同的索引下,下面几个 SQL的运行情况:
---- 1.在date上建有一非个群集索引
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214'and amount >
2000 (25秒)
select date,sum(amount) from record group by date
(55秒)
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ','SH') (27秒)
---- 分析:
----date上有大量的重复值,在非群集索引下,数据在物理上随机存放在数据页上,在

范围查找时,必须执行一次表扫描才能找到这一范围内的全部行。
---- 2.在date上的一个群集索引
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214' and amount >
2000 (14秒)
select date,sum(amount) from record group by date
(28秒)
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ','SH')(14秒)
---- 分析:
---- 在群集索引下,数据在物理上按顺序在数据页上,重复值也排列在一起,因而在

围查找时,可以先找到这个范围的起末点,且只在这个范围内扫描数据页,避免了大范

围扫描,提高了查询速度。
---- 3.在place,date,amount上的组合索引
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214' and amount >
2000 (26秒)
select date,sum(amount) from record group by date
(27秒)
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ', 'SH')(< 1秒)
---- 分析:
---- 这是一个不很合理的组合索引,因为它的前导列是place,第一和第二条SQL没有

用place,因此也没有利用上索引;第三个SQL使用了place,且引用的所有列都包含在组

合索引中,形成了索引覆盖,所以它的速度是非常快的。
---- 4.在date,place,amount上的组合索引
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214' and amount >
2000(< 1秒)
select date,sum(amount) from record group by date
(11秒)
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ','SH')(< 1秒)
---- 分析:
---- 这是一个合理的组合索引。它将date作为前导列,使每个SQL都可以利用索引,并

且在第一和第三个SQL中形成了索引覆盖,因而性能达到了最优。
---- 5.总结:
---- 缺省情况下建立的索引是非群集索引,但有时它并不是最佳的;合理的索引设计

建立在对各种查询的分析和预测上。一般来说:
---- ①.有大量重复值、且经常有范围查询
(between, >,< ,>=,< =)和order by
、group by发生的列,可考虑建立群集索引;
---- ②.经常同时存取多列,且每列都含有重复值可考虑建立组合索引;
---- ③.组合索引要尽量使关键查询形成索引覆盖,其前导列一定是使用最频繁的列。


二、不充份的连接条件:
---- 例:表card有7896行,在card_no上有一个非聚集索引,表account有191122行,

account_no上有一个非聚集索引,试看在不同的表连接条件下,两个SQL的执行情况:

select sum(a.amount) from account a,
card b where a.card_no = b.card_no(20秒)
---- 将SQL改为:
select sum(a.amount) from account a,
card b where a.card_no = b.card_no and a.
account_no=b.account_no(< 1秒)
---- 分析:
---- 在第一个连接条件下,最佳查询方案是将account作外层表,card作内层表,利用

card上的索引,其I/O次数可由以下公式估算为:
---- 外层表account上的22541页+(外层表account的191122行*内层表card上对应外层

表第一行所要查找的3页)=595907次I/O
---- 在第二个连接条件下,最佳查询方案是将card作外层表,account作内层表,利用

account上的索引,其I/O次数可由以下公式估算为:
---- 外层表card上的1944页+(外层表card的7896行*内层表account上对应外层表每一

行所要查找的4页)= 33528次I/O
---- 可见,只有充份的连接条件,真正的最佳方案才会被执行。
---- 总结:
---- 1.多表操作在被实际执行前,查询优化器会根据连接条件,列出几组可能的连接

案并从中找出系统开销最小的最佳方案。连接条件要充份考虑带有索引的表、行数多的

表;内外表的选择可由公式:外层表中的匹配行数*内层表中每一次查找的次数确定,乘

积最小为最佳方案。
---- 2.查看执行方案的方法-- 用set showplanon,打开showplan选项,就可以看
到连
接顺序、使用何种索引的信息;想看更详细的信息,需用sa角色执行dbcc(3604,310,30

2)。
三、不可优化的where子句
---- 1.例:下列SQL条件语句中的列都建有恰当的索引,但执行速度却非常慢:
select * from record where
substring(card_no,1,4)='5378'(13秒)
select * from record where
amount/30< 1000(11秒)
select * from record where
convert(char(10),date,112)='19991201'(10秒)
---- 分析:
---- where子句中对列的任何操作结果都是在SQL运行时逐列计算得到的,因此它不得

进行表搜索,而没有使用该列上面的索引;如果这些结果在查询编译时就能得到,那么

就可以被SQL优化器优化,使用索引,避免表搜索,因此将SQL重写成下面这样:
select * from record where card_no like
'5378%'(< 1秒)
select * from record where amount
< 1000*30(< 1秒)
select * from record where date= '1999/12/01'
(< 1秒)
---- 你会发现SQL明显快起来!
---- 2.例:表stuff有200000行,id_no上有非群集索引,请看下面这个SQL:
select count(*) from stuff where id_no in('0','1')
(23秒)
---- 分析:
---- where条件中的'in'在逻辑上相当于'or',所以语法分析器会将in ('0','1')转

为id_no ='0' or id_no='1'来执行。我们期望它会根据每个or子句分别查找,再
将结果
相加,这样可以利用id_no上的索引;但实际上(根据showplan),它却采用了"OR策略"

,即先取出满足每个or子句的行,存入临时数据库的工作表中,再建立唯一索引以去掉

重复行,最后从这个临时表中计算结果。因此,实际过程没有利用id_no上索引,并且完

成时间还要受tempdb数据库性能的影响。
---- 实践证明,表的行数越多,工作表的性能就越差,当stuff有620000行时,执行时

间竟达到220秒!还不如将or子句分开:
select count(*) from stuff where id_no='0'
select count(*) from stuff where id_no='1'
---- 得到两个结果,再作一次加法合算。因为每句都使用了索引,执行时间只有3秒,

在620000行下,时间也只有4秒。或者,用更好的方法,写一个简单的存储过程:
create proc count_stuff as
declare @a int
declare @b int
declare @c int
declare @d char(10)
begin
select @a=count(*) from stuff where id_no='0'
select @b=count(*) from stuff where id_no='1'
end
select @c=@a+@b
select @d=convert(char(10),@c)
print @d
---- 直接算出结果,执行时间同上面一样快!
---- 总结:
---- 可见,所谓优化即where子句利用了索引,不可优化即发生了表扫描或额外开销。


---- 1.任何对列的操作都将导致表扫描,它包括数据库函数、计算表达式等等,查询

要尽可能将操作移至等号右边。
---- 2.in、or子句常会使用工作表,使索引失效;如果不产生大量重复值,可以考虑

子句拆开;拆开的子句中应该包含索引。
---- 3.要善于使用存储过程,它使SQL变得更加灵活和高效。
---- 从以上这些例子可以看出,SQL优化的实质就是在结果正确的前提下,用优化器可

以识别的语句,充份利用索引,减少表扫描的I/O次数,尽量避免表搜索的发生。其实S

QL的性能优化是一个复杂的过程,上述这些只是在应用层次的一种体现,深入研究还会

涉及数据库层的资源配置、网络层的流量控制以及操作系统层的总体设计。




Tags: 面试,CMM  

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