用索引提高SQL Server性能

用索引提高SQL Server性能

作者： TechRepublic.com

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。（责任编辑：刘燕之）