SQL Server之索引解析(二)

、堆表

堆表通过IAM连接一起,查询时全表扫描。

1、1 非聚集索引

结构

叶子节点数据结构:行数据结构+Rid(8字节)

640?wx_fmt=png

  • 中间节点数据结构: 

(非聚集非唯一索引)行数据结构+Page(4)+2+ Rid(8字节)

中间2字节有疑问?

640?wx_fmt=png

  • (非聚集唯一索引)行数据结构+分割符?+ Page(4)

640?wx_fmt=png

  • 堆表非聚集索引结构

640?wx_fmt=png

1、2 聚集索引表

组织结构

640?wx_fmt=jpeg

1.2.1 聚集索引

聚集索引表由根节点(Root Node)、中间节点(Branch Nodes)、叶子节点组成。

如果叶子节点不够多时,根节点(Root Node)、中间节点(Branch Nodes)将不存在。

  • 根节点、中间节点行结构

  • 系统头部信息(2字节)+Key+&+PageId

  • 叶子节点

  • 参见行数据结构

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  • 插入操作对BTree影响

640?wx_fmt=png

  • 删除操作对索引树影响

640?wx_fmt=png

  • 更新操作对索引树影响

注意事项

1. 聚集索引键值不能超过900字节,因为生成keyhashvalue时,如果大于900字节性能会有很大影响。Keyhashvalue用于查询页的数据行

2. 聚集索引键值尽量保持短,每页只有8096字节可用。减少中间节点的层数。

3. 聚集索引键值采用递增原则,有利于数据页连续性,减少BTree调整。

 

1.2.2 非聚集索引

  • 非聚集索引在索引表中数据结构

    • 根节点(root nodes)、中间节点(page nodes)结构:2字节系统信息+非聚集索引键值+ChildPage(4字节)+Key

    • 叶子节点leaf nodes数据结构:2字节系统信息+非聚集索引键值+ Key(keyhasvalue)

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  • 索引覆盖

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避免聚集索引查找

最大键列数为 16,最大索引键大小为 900 字节

  • 过滤索引

索引tree是否包含部分数据。一部分不需要建立索引,减少索引层数。

2、建立索引规则

  • 建立聚集索引规则

    • 唯一性:如果非唯一性,索引节点会增加一列唯一表示。

    • 静态的: 如果对聚集索引键值进行更新时,中间节点页会发生变化,叶子节点页也会发生变化。操作次数增加,页空间造成浪费。

    • 连续性:非连续性会造成页分拆,页空间浪费,碎片增多。

    • 键值大小:键值长度越长,中间节点的层数越多,读取层数越多,性能下降。

  • 索引覆盖

    对常用查询指定列的索引可以适当增加列覆盖。

  • 非聚集索引

    • 数据密度原则:数据密度是指列值唯一的记录占总记录数的百分比,这个比率越高,则说明此列越适合建立索引。

    • 复合索引键列顺序:在索引中,索引的顺序主要由索引中的每一个键列确定,因此,对于复合索引,索引中的列顺序是很重要的,应该优先把数据密度大,选择性列,存储空间小的列放在索引键列的前面。

    • 选择性原则:选择性是满足条件的记录占总记录数的百分比,这个比率应该尽可能低,这样才能保证通过索引扫描后,只需要从基础表提取很少的数据。

3、相关工具

 

3.1 组织分析命令

DBCC IND

用于分析表组织和索引组织查询命令。

  • 命令行

DBCC IND ( { 'dbname' | dbid }, { 'objname' | objid }, { nonclustered indid | 1 | 0 | -1 | -2 } [, partition_number] )

  • 参数

  • Dbname:数据库名

  • Dbid:数据库Id

  • Objname:表名

  • Objid:表ID

  • nonclustered indid:非聚集索引ID,-2 根节点 -1 中间节点 Branch Nodes 0 叶子节点、1 所有节点

  • 下列查询语句等同于 DBCC IND

Select * from sys.dm_db_database_page_allocations(DB_ID(), object_id('TestData8000'),NULL,NULL,'DETAILED')

sys.dm_db_database_page_allocations(@DatabaseId , @TableId , @IndexId , @PartionID , @Mode)

  • @DatabaseId:数据库Id

  • @TableId:表名

  • @indexId:

  • @PartionId:分区Id

堆表

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聚集索引表

640?wx_fmt=png

查询结果集,字段说明

说明

PageFID

索引所在文件Id

PagePid

索引所在页Id

IAMFID

索引所在IAM文件Id

IAMPID

索引所在IAM的页Id

objectId

对象ID,表对象ID

IndexId

索引类型 0堆、1聚集索引、2-250非聚集索引

PartitionNumber

索引所在分区编号

PartitionId

索引所在的分区Id

Iam_Chain_Type

该页存放的数据类型、in-row data 数据页或索引页、Row-overflow-data 溢出数据行页 Blob data 大文件类型页

PageType

数据类型见页类型

IndexLevel

索引级别 null 根级,0 叶子级,其他索引级

NextPageFID

双链表前级文件Id

NextPagePID

双链表前级页Id

PrevPageFID

双链表后级文件Id

PrevPagePID

双链表后级页Id

DBCC Page

用于查看页数据信息。  

DBCC PAGE
(
['database name'|database id], -- can be the actual name or id of the database
file number, -- the file number where the page is found
page number, -- the page number within the file 
print option = [0|1|2|3] -- display option; each option provides differing levels of information
)

  • database name:数据库名

  • file Number:页所在文件Id

  • Page Number:页id

  • Print 0、1、2、3:不同的级别,3为最高级  

--DBCC IND('DataPageTestDb','TestData8000',-1) 先查看表在数据里页数据信息

--DBCC PAGE(DataPageTestDb,1,8,3) 以文本信息查看

--DBCC PAGE(DataPageTestDb,1,8,3) with tableresults,以表格信息查看

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3.2 查询计划

查看索引情况

--dbcc show_statistics ([tablename], [indexname])

--dbcc show_statistics (TestDataUnIndex, PK_TestDataUnIndex)

命令详细见

https://docs.microsoft.com/zh-cn/previous-versions/sql/sql-server-2008-r2/ms174384(v=sql.105)

-- 打开IO开销统计 set STATISTICS io ON

-- 打开执行时间统计 set STATISTICS TIME ON

-- Select * from Table

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3.3 跟踪代码生成的SQL语句

Sql Profiler 用于跟踪程序生成的语句。

参考文章

https://www.cnblogs.com/yx007/p/7268310.html

下图用于跟踪Net sqlclient data provider 产生的语句,net体系应用。

640?wx_fmt=png

以下语句用于跟踪,在线运行时,SQL操作用时比较长的语句

以下语句用于查询数据库死锁

 

4、其他

 

4.1 数据库字段类型及长度

 

类型

字节数

定长

变长

blob类型

uniqueidentifier

16

1



date

3

1



time

5

1



datetime2

8

1



datetimeoffset

10

1



tinyint

1

1



smallint

2

1



int

4

1



smalldatetime

4

1



real

4

1



money

8

1



datetime

8

1



float

8

1



sql_variant

8016


1


bit

1

1



decimal(18.2)

9

1



numeric(18.2)

9

1



varchar(max)




1

nvarchar(max)




1

varbinary(max)




1

XML




1

Image




1

text





ntext





varchar()



1


nvarchar()



1


varbinary()



1


char


1



nchar


1




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