4、物理優化（3）計算列及其索引

1、計算列

一、概念

　　計算列由可使用同一表中的其餘列的表達式計算得來。表達式能夠是非計算列的列名、常量、函數，也能夠是用一個或多個運算符鏈接的上述元素的任意組合。表達式不能爲子查詢。

　　通常在寫SQL的時候應該避免在條件中使用函數，由於這樣就不能有效的使用索引，從而沒法生成高效的執行計劃。SQL Server提供了計算列能夠幫助咱們解決這個問題。 

　　例如，某查詢對大小寫敏感，但願查詢某列所有轉爲小寫，若是程序設計時沒有考慮到，那麼須要在查詢的時候就必需要強制轉化。 select * from table1 where lower(column1) = 'abc'

 

　　計算列可用於選擇列表、WHERE 子句、ORDER BY 子句或任何可以使用正則表達式的其餘位置，但下列狀況除外：

（1）用做 CHECK、FOREIGN KEY 或 NOT NULL 約束的計算列必須標記爲 PERSISTED。若是計算列的值由具備肯定性的表達式定義，而且索引列中容許使用計算結果的數據類型，則可將該列用做索引中的鍵列，或者用做 PRIMARY KEY 或 UNIQUE 約束的一部分。

（2）計算列不能做爲 INSERT 或 UPDATE 語句的目標。

 

　　數據庫引擎基於使用的表達式自動肯定計算列的爲 Null 性。即便只有非空列，大多數表達式的結果也「認爲」可爲空值，由於下溢或溢出生成的結果也可能爲空。經過指定 ISNULL (check_expression,constant) 能夠將可爲空值的表達式轉換爲不可爲空值的表達式，其中, constant 是可替換全部空結果的非空值. 

 

二、建立計算列

 

CREATE TABLE t2 (a int, b int, c int, x float, y AS CASE x WHEN 0 THEN a WHEN 1 THEN b ELSE c END)

 

 

三、建立持久化計算列

　　若是不使用PERSISTED 關鍵字，計算列是未實際存儲在表中的虛擬列。每當在查詢中引用計算列時，都將從新計算它們的值。

　　使用PERSISTED 關鍵字計算列實際存儲在表中。若是在計算列的計算更改時涉及任何列，將更新計算列的值。 

 

 

2、爲計算列建立索引的限制條件

1. 全部權

　　計算列中的全部函數引用必須與表具備相同的全部者。

 

2. 肯定性

　　若是對於一組指定的輸入表達式始終返回相同的結果，則說明表達式具備肯定性。

　　computed_column_expression 必須具備肯定性。若是下列一項或多項爲真，則 computed_column_expression 具備肯定性：

（1）表達式引用的全部函數都具備肯定性，而且是精確的。這些函數包括用戶定義函數和內置函數。若是計算列是 PERSISTED，則函數可能不精確。

（2）表達式引用的全部列都來自包含計算列的表。

（3）沒有列引用從多行中請求數據。例如，聚合函數（如 SUM 或 AVG）依靠來自多行的數據，這使 computed_column_expression 具備不肯定性。

（4）沒有系統數據訪問或用戶數據訪問。

 

　　任何包含公共語言運行時 (CLR) 表達式的計算列都必須具備肯定性並標記爲 PERSISTED，這樣才能爲該列建立索引。容許在計算列定義中使用 CLR 用戶定義類型的表達式。類型爲 CLR 用戶定義類型的計算列只要其類型是可比較的，就能夠在該列上建立索引。

 

3. 精度

　　computed_column_expression 必須精確。若是下列一項或多項爲真，則 computed_column_expression 是精確的：

（1）表達式的數據類型不是 float 或 real。

（2）表達式定義中沒有使用 float 或 real 數據類型。

 

　　任何 float 或 real 表達式都被認爲是不精確的，不能做爲索引鍵；float 或 real 表達式能夠在索引視圖中使用，但不能做爲鍵使用。對於計算列一樣如此。若是任何函數、表達式或用戶定義函數包含任何 float 或 real 表達式，則被認爲是不精確的。這也包括邏輯表達式（比較）。

　　若是計算列使用肯定性但不精確的表達式定義，但在 CREATE TABLE 或 ALTER TABLE 語句中標記爲 PERSISTED，則能夠在該列上建立索引。這意味着數據庫引擎在表中存儲計算值，而且在計算列所依賴的任何其餘列發生更新時更新這些值。若是數據庫引擎對列建立了索引而且該索引由某查詢引用，則會使用這些持久值。當數據庫引擎不能準確證實返回計算列表達式的函數（特別是在 .NET Framework 中建立的 CLR 函數）是否既具備肯定性又精確時，使用此選項能夠對計算列建立索引。

 

4. 數據類型

　　數據類型要求以下：

（1）爲計算列定義的 computed_column_expression 的值不能爲 text、ntext 或 p_w_picpath 數據類型。

（2）只要計算列的數據類型能夠做爲索引鍵列，從 p_w_picpath、ntext、text、varchar(max)、nvarchar(max)、varbinary(max) 和 xml 數據類型派生的計算列上就能夠建立索引。

（3）只要計算列的數據類型能夠做爲非鍵索引列，從 p_w_picpath、ntext 和 text 數據類型派生的計算列就能夠做爲非彙集索引中的非鍵（包含性）列。

 

5. SET選項

　　SET 選項要求以下：

（1）執行定義計算列的 CREATE TABLE 或 ALTER TABLE 語句時，必須將 ANSI_NULLS 鏈接級選項設置爲 ON。

（2）對於在其中建立索引的鏈接和全部嘗試執行 INSERT、UPDATE 或 DELETE 語句（將更改索引中的值）的鏈接，必須將六個 SET 選項（ANSI_NULLS、ANSI_PADDING、ANSI_WARNINGS、ARITHABORT、CONCAT_NULL_YIELDS_NULL、QUOTED_IDENTIFIER）設置爲 ON，將一個選項（NUMERIC_ROUNDABORT）設置爲 OFF。若是不具備上述選項設置的鏈接執行了任何 SELECT 語句，優化器將忽略計算列的索引。

（3）當數據庫兼容級別設置爲 90 時，若是 ANSI_WARNINGS 設置爲 ON，則會將 ARITHABORT 隱式設置爲 ON。若是數據庫兼容級別設置爲 80 或更低，則必須將 ARITHABORT 選項顯式設置爲 ON。

 

 

本文結語：

　　須要頻繁訪問的計算列能夠考慮持久化。當計算列爲肯定性且精確，或肯定性、不精確、持久化時，能夠建立索引。