如何創建索引,提升查詢速度。

---- 人們在使用SQL時每每會陷入一個誤區,即太關注於所得的結果是否正確,而忽略了不一樣的實現方法之間可能存在的 
性能差別,這種性能差別在大型的或是複雜的數據庫環境中(如聯機事務處理OLTP或決策支持系統DSS)中表現得尤其明 
顯。筆者在工做實踐中發現,不良的SQL每每來自於不恰當的索引設計、不充份的鏈接條件和不可優化的where子句。在對 
它們進行適當的優化後,其運行速度有了明顯地提升!下面我將從這三個方面分別進行總結: 

---- 爲了更直觀地說明問題,全部實例中的SQL運行時間均通過測試,不超過1秒的均表示爲(< 1秒)。 

---- 測試環境-- 
---- 主機:HP LH II 
---- 主頻:330MHZ 
---- 內存:128兆 
---- 操做系統:Operserver5.0.4 
----數據庫:Sybase11.0.3 

1、不合理的索引設計 
----例:表record有620000行,試看在不一樣的索引下,下面幾個 SQL的運行狀況: 
---- 1.在date上建有一個非羣集索引 

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上有大量的重複值,在非羣集索引下,數據在物理上隨機存放在數據頁上,在範圍查找時,必須執行一次表掃描才能找到這一範圍內的所有行。 

---- 2.在date上的一個羣集索引 

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: 
---- 在羣集索引下,數據在物理上按順序在數據頁上,重複值也排列在一塊兒,於是在範圍查找時,能夠先找到這個範圍的起末點,且只在這個範圍內掃描數據頁,避免了大範圍掃描,提升了查詢速度。 

---- 3.在place,date,amount上的組合索引 

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: 
---- 這是一個不很合理的組合索引,由於它的前導列是place,第一和第二條SQL沒有引用place,所以也沒有利用上索引;第三個SQL使用了place,且引用的全部列都包含在組合索引中,造成了索引覆蓋,因此它的速度是很是快的。 

---- 4.在date,place,amount上的組合索引 
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: 
---- 這是一個合理的組合索引。它將date做爲前導列,使每一個SQL均可以利用索引,而且在第一和第三個SQL中造成了索引覆蓋,於是性能達到了最優。 

---- 5.總結: 

---- 缺省狀況下創建的索引是非羣集索引,但有時它並非最佳的;合理的索引設計要創建在對各類查詢的分析和預測 
上。通常來講: 

---- ①.有大量重複值、且常常有範圍查詢 

(between, >,< ,>=,< =)和order by 
、group by發生的列,可考慮創建羣集索引; 

---- ②.常常同時存取多列,且每列都含有重複值可考慮創建組合索引; 

---- ③.組合索引要儘可能使關鍵查詢造成索引覆蓋,其前導列必定是使用最頻繁的列。 

2、不充份的鏈接條件: 
---- 例:表card有7896行,在card_no上有一個非彙集索引,表account有191122行,在 account_no上有一個非彙集索引,試看在不一樣的錶鏈接條件下,兩個SQL的執行狀況: 

select sum(a.amount) from account a,card b where a.card_no = b.card_no(20秒) 

---- 將SQL改成: 
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: 
---- 在第一個鏈接條件下,最佳查詢方案是將account做外層表,card做內層表,利用card上的索引,其I/O次數可由如下公式估算爲: 

---- 外層表account上的22541頁+(外層表account的191122行*內層表card上對應外層表第一行所要查找的3頁)=595907次I/O 

---- 在第二個鏈接條件下,最佳查詢方案是將card做外層表,account做內層表,利用account上的索引,其I/O次數可由如下公式估算爲: 

---- 外層表card上的1944頁+(外層表card的7896行*內層表account上對應外層表每一行所要查找的4頁)= 33528次I/O 

---- 可見,只有充份的鏈接條件,真正的最佳方案纔會被執行。 

---- 總結: 

---- 1.多表操做在被實際執行前,查詢優化器會根據鏈接條件,列出幾組可能的鏈接方案並從中找出系統開銷最小的最佳方案。鏈接條件要充份考慮帶有索引的表、行數多的表;內外表的選擇可由公式:外層表中的匹配行數*內層表中每一次查找的次數肯定,乘積最小爲最佳方案。 

---- 2.查看執行方案的方法-- 用set showplanon,打開showplan選項,就能夠看到鏈接順序、使用何種索引的信息;想 
看更詳細的信息,需用sa角色執行dbcc(3604,310,302)。 

3、不可優化的where子句 
---- 1.例:下列SQL條件語句中的列都建有恰當的索引,但執行速度卻很是慢: 

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子句中對列的任何操做結果都是在SQL運行時逐列計算獲得的,所以它不得不進行表搜索,而沒有使用該列上面的索引;若是這些結果在查詢編譯時就能獲得,那麼就能夠被SQL優化器優化,使用索引,避免表搜索,所以將SQL重寫成 
下面這樣: 

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) 

---- 你會發現SQL明顯快起來! 

---- 2.例:表stuff有200000行,id_no上有非羣集索引,請看下面這個SQL: 

select count(*) from stuff where id_no in('0','1')(23秒) 

---- 分析: 
---- where條件中的'in'在邏輯上至關於'or',因此語法分析器會將in ('0','1')轉化爲id_no ='0' or id_no='1'來執行。咱們指望它會根據每一個or子句分別查找,再將結果相加,這樣能夠利用id_no上的索引;但實際上(根據showplan),它卻採用了"OR策略",即先取出知足每一個or子句的行,存入臨時數據庫的工做表中,再創建惟一索引以去掉重複行,最後從這個臨時表中計算結果。所以,實際過程沒有利用id_no上索引,而且完成時間還要受tempdb數據庫性能的影響。 

---- 實踐證實,表的行數越多,工做表的性能就越差,當stuff有620000行時,執行時間竟達到220秒!還不如將or子句分 
開: 

select count(*) from stuff where id_no='0' 
select count(*) from stuff where id_no='1' 

---- 獲得兩個結果,再做一次加法合算。由於每句都使用了索引,執行時間只有3秒,在620000行下,時間也只有4秒。或者,用更好的方法,寫一個簡單的存儲過程: 
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 

---- 直接算出結果,執行時間同上面同樣快! 
---- 總結: 

---- 可見,所謂優化即where子句利用了索引,不可優化即發生了表掃描或額外開銷。 

---- 1.任何對列的操做都將致使表掃描,它包括數據庫函數、計算表達式等等,查詢時要儘量將操做移至等號右邊。 

---- 2.in、or子句常會使用工做表,使索引失效;若是不產生大量重複值,能夠考慮把子句拆開;拆開的子句中應該包含索引。 

---- 3.要善於使用存儲過程,它使SQL變得更加靈活和高效。 

---- 從以上這些例子能夠看出,SQL優化的實質就是在結果正確的前提下,用優化器能夠識別的語句,充份利用索引,減小表掃描的I/O次數,儘可能避免表搜索的發生。其實SQL的性能優化是一個複雜的過程,上述這些只是在應用層次的一種體現,深刻研究還會涉及數據庫層的資源配置、網絡層的流量控制以及操做系統層的整體設計。 
數據庫

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