Sql Server系列:索引基础

时间:2023-03-08 17:13:27
Sql Server系列:索引基础

1 索引概念

  索引用于快速查找在某个列中某个特定值的行,不使用索引,数据库必须从第1条记录开始读完整个表,知道找出需要的行。表越大,查询数据所花费的时间越多。如果表中查询的列有索引,数据库能快速到达一个位置去查找数据,而不必遍历所有数据。

  索引是一个单独的、存储在磁盘上的数据库结构,包含对数据表里所有记录的引用指针。使用索引用于快速找出一个或多个列中有特定值的行,对相关列使用索引是降低查询操作时间的最佳途径。索引包含由表或试图中的一列或多列生成的键。

  索引的优点:

  ◊ 通过创建唯一索引,可以保证数据库表中每一行数据的唯一性。

  ◊ 可以大大加快数据的查询速度,这也是创建索引的最主要的原因。

  ◊ 实现数据的参照完整性,可以加速表和表之间的连接。

  ◊ 在使用分组和排序子句进行数据查询时,可以显著减少查询中分组和排序的时间。

  索引的缺点:

  ◊ 创建索引和维护索引需要耗费时间,并且随着数据量的增加所消耗的时间会增加。

  ◊ 索引需要占用磁盘空间,除了数据表占数据空间之外,每一个索引还要占用一定的物理空间。如果有大量的索引,索引文件可能比数据文件更快达到最大文件大小。

  ◊ 当对表中的数据进行添加、修改和删除的时候,索引需要动态维护,这样降低了数据的维护速度。

2 索引的分类

  SQL Server中索引有两种:聚集索引和非聚集索引。它们的区别是在物理数据的存储方式上。

2.1 聚集索引

  聚集索引基于数据行的键值,在表内排序和存储这些数据行。每个表只能有一个聚集索引,因为数据行本身只能按一个顺序存储。

  创建聚集索引时需要考虑的几个因素:

  ◊ 每个表只能有一个聚集索引

  ◊ 表中的物理顺序和索引中行的物理顺序是相同的,创建任何非聚集索引之前要首先创建聚集索引,这是因为聚集索引改变了表中行的物理顺序。

  ◊ 关键值的唯一性使用UNIQUE关键字或者由内部的唯一标识符明确维护。

  ◊ 在索引的创建过程中,SQL Server临时使用当前数据库的磁盘空间,所以要保证有足够的空间创建聚集索引。

2.2 非聚集索引

  非聚集索引具有完全独立于数据行的结构,使用非聚集索引不用将物理数据页的数据按列排序。非聚集索引包含索引键值和指向表数据存储位置的行定位器。

  可以对表或索引视图创建多个非聚集索引。设计非聚集索引是为了改善经常使用的、没有建立聚集索引的查询的性能。

  查询优化器在查找数据值时,先查找非聚集索引以找到数据值在表中的位置,然后直接从该位置检索数据。这使得非聚集索引成为完全匹配查询的最佳选择,因为索引中包含所查找的数据值在表中的精确位置的项。

  考虑使用非聚集索引的查询情况:

  ◊ 使用JOIN或GROUP BY子句。应为连接和分组操作中所涉及的列创建多个非聚集索引,为任何外键列创建聚集索引。

  ◊ 包含大量唯一值的字段。

  ◊ 不返回大型结果集的查询。创建筛选索引以覆盖从大型表中返回定义完善的行子集的查询。

  ◊ 经常包含在查询的搜索条件中的列。

3 创建索引

  SQL Server中创建索引的两中方法:在SQL Server Management Studio的对象资源管理器中,通过图形化工具创建或使用T-SQL语句创建。

3.1 使用SQL Server Management Studio对象资源管理器创建

  ◊ 在【对象资源管理器】中,展开【数据库】找到需要创建索引的数据表节点,展开该节点下的子节点,右击【索引】节点,在弹出的快捷菜单中选择【新建索引】->【非聚集索引】。

Sql Server系列:索引基础

  ◊ 在打开的【新建索引】界面选择需要创建索引的列,进而创建索引。

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3.2 T-SQL创建索引

  CREATE INDEX语法:

CREATE [ UNIQUE ] [ CLUSTERED | NONCLUSTERED ] INDEX index_name
ON <object> ( column [ ASC | DESC ] [ ,...n ] )
[ INCLUDE ( column_name [ ,...n ] ) ]
[ WHERE <filter_predicate> ]
[ WITH ( <relational_index_option> [ ,...n ] ) ]
[ ON { partition_scheme_name ( column_name )
| filegroup_name
| default
}
]
[ FILESTREAM_ON { filestream_filegroup_name | partition_scheme_name | "NULL" } ] [ ; ] <object> ::=
{
[ database_name. [ schema_name ] . | schema_name. ]
table_or_view_name
} <relational_index_option> ::=
{
PAD_INDEX = { ON | OFF }
| FILLFACTOR = fillfactor
| SORT_IN_TEMPDB = { ON | OFF }
| IGNORE_DUP_KEY = { ON | OFF }
| STATISTICS_NORECOMPUTE = { ON | OFF }
| STATISTICS_INCREMENTAL = { ON | OFF }
| DROP_EXISTING = { ON | OFF }
| ONLINE = { ON | OFF }
| ALLOW_ROW_LOCKS = { ON | OFF }
| ALLOW_PAGE_LOCKS = { ON | OFF }
| MAXDOP = max_degree_of_parallelism
| DATA_COMPRESSION = { NONE | ROW | PAGE}
[ ON PARTITIONS ( { <partition_number_expression> | <range> }
[ , ...n ] ) ]
}

  创建索引:

IF EXISTS (SELECT name from sys.indexes
WHERE name = N'IX_Product_CategoryID')
DROP INDEX IX_Product_CategoryID ON [dbo].[Product];
GO
CREATE NONCLUSTERED INDEX IX_Product_CategoryID
ON [dbo].[Product]([CategoryID]);

  创建过滤索引:

CREATE NONCLUSTERED INDEX IX_Product_CategoryID
ON [dbo].[Product]([CategoryID])
WHERE [UnitPrice] > 10

4 查看表或试图的索引信息

  系统存储过程sp_helpindex可以返回某个表或试图的索引信息。

  语法:

sp_helpindex [ @objname = ] 'name'

  查看表中包含的全部索引:

EXEC sp_helpindex N'Product'

5 查看索引的统计信息

  索引的统计信息可以用来分析索引性能,更好地维护索引。

DBCC SHOW_STATISTICS (N'Portal.dbo.Product', N'IX_CategoryID')

6 重命名索引

  系统存储过程sp_rename可以用于更改索引的名称,其语法格式如下:

sp_rename [ @objname = ] 'object_name' , [ @newname = ] 'new_name'
[ , [ @objtype = ] 'object_type' ]

  示例:

EXEC sp_rename 'dbo.Product.IX_CategoryID' , 'IX_Product_CategoryID' , 'INDEX'

7 修改索引

7.1 ALTER INDEX语法

ALTER INDEX { index_name | ALL }
ON <object>
{ REBUILD
[ PARTITION = ALL ]
[ WITH ( <rebuild_index_option> [ ,...n ] ) ]
| [ PARTITION = partition_number
[ WITH ( <single_partition_rebuild_index_option> ) [ ,...n ] ]
]
| DISABLE
| REORGANIZE
[ PARTITION = partition_number ]
[ WITH ( LOB_COMPACTION = { ON | OFF } ) ]
| SET ( <set_index_option> [ ,...n ] )
}
[ ; ] <object> ::=
{
[ database_name. [ schema_name ] . | schema_name. ]
table_or_view_name
} <rebuild_index_option > ::=
{
PAD_INDEX = { ON | OFF }
| FILLFACTOR = fillfactor
| SORT_IN_TEMPDB = { ON | OFF }
| IGNORE_DUP_KEY = { ON | OFF }
| STATISTICS_NORECOMPUTE = { ON | OFF }
| STATISTICS_INCREMENTAL = { ON | OFF }
| ONLINE = { ON [ ( <low_priority_lock_wait> ) ] | OFF }
| ALLOW_ROW_LOCKS = { ON | OFF }
| ALLOW_PAGE_LOCKS = { ON | OFF }
| MAXDOP = max_degree_of_parallelism
| DATA_COMPRESSION = { NONE | ROW | PAGE | COLUMNSTORE | COLUMNSTORE_ARCHIVE }
[ ON PARTITIONS ( { <partition_number_expression> | <range> }
[ , ...n ] ) ]
}
<range> ::=
<partition_number_expression> TO <partition_number_expression> <single_partition_rebuild_index_option> ::=
{
SORT_IN_TEMPDB = { ON | OFF }
| MAXDOP = max_degree_of_parallelism
| DATA_COMPRESSION = { NONE | ROW | PAGE | COLUMNSTORE | COLUMNSTORE_ARCHIVE} }
| ONLINE = { ON [ ( <low_priority_lock_wait> ) ] | OFF }
} <set_index_option>::=
{
ALLOW_ROW_LOCKS = { ON | OFF }
| ALLOW_PAGE_LOCKS = { ON | OFF }
| IGNORE_DUP_KEY = { ON | OFF }
| STATISTICS_NORECOMPUTE = { ON | OFF }
} <low_priority_lock_wait>::=
{
WAIT_AT_LOW_PRIORITY ( MAX_DURATION = <time> [ MINUTES ] ,
ABORT_AFTER_WAIT = { NONE | SELF | BLOCKERS } )
}

7.2 示例

  禁用索引

ALTER INDEX [IX_CategoryID] ON [dbo].[Product] DISABLE

  重新启用索引

ALTER INDEX [IX_CategoryID] ON [dbo].[Product] REBUILD

8 删除索引

  DROP INDEX语法:

DROP INDEX
{ <drop_relational_or_xml_or_spatial_index> [ ,...n ]
| <drop_backward_compatible_index> [ ,...n ]
} <drop_relational_or_xml_or_spatial_index> ::=
index_name ON <object>
[ WITH ( <drop_clustered_index_option> [ ,...n ] ) ] <drop_backward_compatible_index> ::=
[ owner_name. ] table_or_view_name.index_name <object> ::=
{
[ database_name. [ schema_name ] . | schema_name. ]
table_or_view_name
} <drop_clustered_index_option> ::=
{
MAXDOP = max_degree_of_parallelism
| ONLINE = { ON | OFF }
| MOVE TO { partition_scheme_name ( column_name )
| filegroup_name
| "default"
}
[ FILESTREAM_ON { partition_scheme_name
| filestream_filegroup_name
| "default" } ]
}

  示例:

DROP INDEX [dbo].[Product].[IX_Product_CategoryID]
DROP INDEX [IX_Product_CategoryID] ON [dbo].[Product]