特别说明:
在微软的SQL Server系统中通过有效的使用索引可以提高数据库的查询性能,但是性能的提高取决于数据库的实现。在本文中将会告诉你如何实现索引并有效的提高数据库的性能。
在关系型数据库中使用索引能够提高数据库性能,这一点是非常明显的。用的索引越多,从数据库系统中得到数据的速度就越快。然而,需要注意的是,用的索引越 多,向数据库系统中插入新数据所花费的时间就越多。在本文中,你将了解到微软的SQL Server数据库所支持的各种不同类型的索引,在这里你将了解到如何使用不同的方法来实现索引,通过这些不同的实现方法,你在数据库的读性能方面得到的 远比在数据库的整体性能方面的损失要多得多。
索引的定义
索引是数据库的工具,通过使用索引,在数据库中获取数据的时 候,就可以不用扫描数据库中的所有数据记录,这样能够提高系统获取数据的性能。使用索引可以改变数据的组织方式,使得所有的数据都是按照相似的结构来组织 的,这样就可以很容易地实现数据的检索访问。索引是按照列来创建的,这样就可以根据索引列中的值来帮助数据库找到相应的数据。
索引的类型
微软的SQL Server 支持两种类型的索引:clustered 索引和nonclustered索引。Clustered 索引在数据表中按照物理顺序存储数据。因为在表中只有一个物理顺序,所以在每个表中只能有一个clustered索引。在查找某个范围内的数据时, Clustered索引是一种非常有效的索引,因为这些数据在存储的时候已经按照物理顺序排好序了。
Nonclustered索引不会影响到下面的物理存储,但是它是由数据行指针构成的。如果已经存在一个clustered索引,在 nonclustered中的索引指针将包含clustered索引的位置参考。这些索引比数据更紧促,而且对这些索引的扫描速度比对实际的数据表扫描要 快得多。
如何实现索引
数据库可以自动创建某些索引。例如,微软的SQL Server系统通过自动创建唯一索引来强制实现UNIQUE约束,这样可以确保在数据库中不会插入重复数据。也可以使用CREATE INDEX语句或者通过SQL Server Enterprise Manager来创建其他索引,SQL Server Enterprise Manager还有一个索引创建模板来指导你如何创建索引。
得到更好的性能
虽然索引可以带来性能上的优势,但是同时也将带来一定的代价。虽然SQL Server系统允许你在每个数据表中创建多达256个nonclustered索引,但是建议不要使用这么多的索引。因为索引需要在内存和物理磁盘驱动 器上使用更多的存储空间。在执行插入声明的过程中可能会在一定程度上导致系统性能的下降,因为在插入数据的时候是需要根据索引的顺序插入,而不是在第一个 可用的位置直接插入数据,这样一来,存在的索引越多将导致插入或者更新声明所需要的时间就越多。
在使用SQL Server系统创建索引的时候,建议参照下面的创建准则来实现:
正确的选择数据类型:在索引中使用某些数据类型可以提高数据库系统的效率,例如,Int,bigint, smallint,和tinyint等这些数据类型都非常适合于用在索引中,因为他们都占用相同大小的空间并且可以很容易地实现比较操作。其他的数据类型 如char和varchar的效率都非常低,因为这些数据类型都不适合于执行数学操作,并且执行比较操作的时间都比上面提到数据类型要长。
确保在使用的过程中正确的利用索引值:在执行查询操作时,可能所使用的列只是clustered的一部分,这时 尤其要注意的是如何使用这些数据。当用这些数据列作为参数调用函数时,这些函数可能会使现有的排序优势失效。例如,使用日期值作为索引,而为了实现比较操 作,可能需要将这个日期值转换为字符串,这样将导致在查询过程中无法用到这个日期索引值。
在创建多列索引时,需要注意列的顺序:数据库将根据第一列索引的值来排列记录,然后进一步根据第二列的值来排序,依次排序直到最后一个索引排序完毕。哪一列唯一数据值较少,哪一列就应该为第一个索引,这样可以确保数据可以通过索引进一步交叉排序。
在clustered索引中限制列的数量:在clustered索引中用到的列越多,在nonclustered索引中包含的clustered索引参考位置就越多,需要存储的数据也就越多。这样将增加包含索引的数据表的大小,并且将增加基于索引的搜索时间。
避免频繁更新clustered索引数据列:由于nonclustered 索引依赖于clustered 索引,所以如果构成clustered 索引的数据列频繁更新,将导致在nonclustered中存储的行定位器也将随之频繁更新。对于所有与这些列相关的查询来说,如果发生记录被锁定的情况 时,这将可能导致性能成本的增加。
分开操作(如果可能的话):对于一个表来说,如果需要进行频繁的执行插入、更新操作,同时还有大量读操作的话,在可能的情况下尝试将这个表分开操作。所有的插入和更新操作可以在一个没有索引的表中操作,然后将其复制到另外一个表中,在这个表里有大量的索引可以优化读数据的能力。
适当的重建索引:Nonclustered索引包含clustered索引的指针,这样一来 Nonclustered索引将从属于clustered 索引。当重建clustered索引时,首先是丢弃原来的索引,然后再使用CREATE INDEX 来创建索引,或者在使用CREATE INDEX 声明的同时将DROP_EXISTING 子句作为重建索引的一部分。将丢弃和创建分为几步将会导致多次重建nonclustered 索引,而不象使用DROP_EXISTING 子句那样,只重建一次nonclustered 索引。
明智的使用填充因子:数据存储在那些具有固定大小的连续内存页面内。随着新的记录行的加入,数据内存页将逐渐被 填满,系统就必须执行数据页的拆分工作,通过这个拆分工作将部分数据转移到下一个新的页面当中。这样的拆分之后,将加重系统的负担,并且会导致存储的数据 支离破碎。填充因子可以维护数据之间的缺口,一般在创建索引的时候,该索引的填充因子就已经被设置好了。这样一来,可以减少插入数据所引起的页面分裂的次 数。因为只是在创建索引的时候才维护空间的大小,在增加数据或者更新数据时不会去维护空间的大小。因此,要想能够充分的利用填充因子,就必须周期性的重建 索引。由填充因子所造成的缺口将导致读性能的下降,因为随着数据库的扩张,越来越多的磁盘存取工作需要读取数据。所以,在读的次数超过写的次数的时候,很 重要的一点是考虑使用填充因子还是使用缺省方式合适。
管理层的决策 通过有效的使用索引,可以在微软的SQL Server系统中实现很好的查询功能,但是使用索引的效率取决于几种不同的实现决策。在索引的性能平衡方面,要做出正确的数据库管理决策意味着需要在良 好的性能和困境中抉择。在特定的情况下,本文给出的一些建议将有助于你做出正确的决策。 |
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