SQL SERVER中什么情况会导致索引查找变成索引扫描

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本文探讨了SQLServer中导致索引查找变成索引扫描的原因，包括隐式转换、非SARG谓词、数据页临界点、统计信息问题及谓词位置不当等情况，并提供了避免方法。

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原文: SQL SERVER中什么情况会导致索引查找变成索引扫描

SQL Server 中什么情况会导致其执行计划从索引查找（Index Seek）变成索引扫描（Index Scan）呢？ 下面从几个方面结合上下文具体场景做了下测试、总结、归纳。

 

1：隐式转换会导致执行计划从索引查找（Index Seek）变为索引扫描（Index Scan）

Implicit Conversion will cause index scan instead of index seek. While implicit conversions occur in SQL Server to allow data evaluations against different data types, they can introduce performance problems for specific data type conversions that result in an index scan occurring during the execution.  Good design practices and code reviews can easily prevent implicit conversion issues from ever occurring in your design or workload.

 

如下示例，AdventureWorks2014数据库的HumanResources.Employee表，由于NationalIDNumber字段类型为NVARCHAR，下面SQL发生了隐式转换，导致其走索引扫描（Index Scan）

SELECT NationalIDNumber, LoginID  
FROM HumanResources.Employee  
WHERE NationalIDNumber = 112457891

我们可以通过两种方式避免SQL做隐式转换：

    1：确保比较的两者具有相同的数据类型。

    2：使用强制转换（explicit conversion）方式。

我们通过确保比较的两者数据类型相同后，就可以让SQL走索引查找（Index Seek），如下所示

SELECT nationalidnumber,
       loginid
FROM   humanresources.employee
WHERE  nationalidnumber = N'112457891' 

注意：并不是所有的隐式转换都会导致索引查找（Index Seek）变成索引扫描（Index Scan），Implicit Conversions that cause Index Scans 博客里面介绍了那些数据类型之间的隐式转换才会导致索引扫描（Index Scan）。如下图所示，在此不做过多介绍。

避免隐式转换的一些措施与方法

    1：良好的设计和代码规范(前期)

    2：对发布脚本进行Rreview（中期）

    3：通过脚本查询隐式转换的SQL（后期）

下面是在数据库从执行计划中搜索隐式转换的SQL语句

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
DECLARE @dbname SYSNAME 
SET @dbname = QUOTENAME(DB_NAME());
WITH XMLNAMESPACES 
   (DEFAULT 'http://schemas.microsoft.com/sqlserver/2004/07/showplan') 
SELECT 
   stmt.value('(@StatementText)[1]', 'varchar(max)'), 
   t.value('(ScalarOperator/Identifier/ColumnReference/@Schema)[1]', 'varchar(128)'), 
   t.value('(ScalarOperator/Identifier/ColumnReference/@Table)[1]', 'varchar(128)'), 
   t.value('(ScalarOperator/Identifier/ColumnReference/@Column)[1]', 'varchar(128)'), 
   ic.DATA_TYPE AS ConvertFrom, 
   ic.CHARACTER_MAXIMUM_LENGTH AS ConvertFromLength, 
   t.value('(@DataType)[1]', 'varchar(128)') AS ConvertTo, 
   t.value('(@Length)[1]', 'int') AS ConvertToLength, 
   query_plan 
FROM sys.dm_exec_cached_plans AS cp 
CROSS APPLY sys.dm_exec_query_plan(plan_handle) AS qp 
CROSS APPLY query_plan.nodes('/ShowPlanXML/BatchSequence/Batch/Statements/StmtSimple') AS batch(stmt) 
CROSS APPLY stmt.nodes('.//Convert[@Implicit="1"]') AS n(t) 
JOIN INFORMATION_SCHEMA.COLUMNS AS ic 
   ON QUOTENAME(ic.TABLE_SCHEMA) = t.value('(ScalarOperator/Identifier/ColumnReference/@Schema)[1]', 'varchar(128)') 
   AND QUOTENAME(ic.TABLE_NAME) = t.value('(ScalarOperator/Identifier/ColumnReference/@Table)[1]', 'varchar(128)') 
   AND ic.COLUMN_NAME = t.value('(ScalarOperator/Identifier/ColumnReference/@Column)[1]', 'varchar(128)') 
WHERE t.exist('ScalarOperator/Identifier/ColumnReference[@Database=sql:variable("@dbname")][@Schema!="[sys]"]') = 1

 

2：非SARG谓词会导致执行计划从索引查找（Index Seek）变为索引扫描（Index Scan）

 

    SARG（Searchable Arguments）又叫查询参数， 它的定义：用于限制搜索的一个操作，因为它通常是指一个特定的匹配，一个值的范围内的匹配或者两个以上条件的AND连接。不满足SARG形式的语句最典型的情况就是包括非操作符的语句，如：NOT、!=、<>；、!<；、!>；NOT EXISTS、NOT IN、NOT LIKE等，另外还有像在谓词使用函数、谓词进行运算等。

 

2.1：索引字段使用函数会导致索引扫描（Index Scan）

SELECT nationalidnumber,
       loginid
FROM   humanresources.employee
WHERE  SUBSTRING(nationalidnumber,1,3) = '112'

 

2.2索引字段进行运算会导致索引扫描（Index Scan）

    对索引字段字段进行运算会导致执行计划从索引查找（Index Seek）变成索引扫描（Index Scan）：

    SELECT  * FROM Person.Person WHERE  BusinessEntityID + 10 < 260

 

一般要尽量避免这种情况出现，如果可以的话，尽量对SQL进行逻辑转换（如下所示）。虽然这个例子看起来很简单，但是在实际中，还是见过许多这样的案例，就像很多人知道抽烟有害健康，但是就是戒不掉！很多人可能了解这个，但是在实际操作中还是一直会犯这个错误。道理就是如此！

SELECT  * FROM Person.Person WHERE  BusinessEntityID  < 250

 

2.3 LIKE模糊查询回导致索引扫描（Index Scan）

    Like语句是否属于SARG取决于所使用的通配符的类型， LIKE 'Condition%' 就属于SARG、LIKE ’%Condition'就属于非SARG谓词操作

SELECT  * FROM Person.Person WHERE LastName LIKE 'Ma%'

SELECT  * FROM Person.Person WHERE LastName LIKE '%Ma%'

 

3：SQL查询返回数据页（Pages）达到了临界点（Tipping Point）会导致索引扫描（Index Scan）或表扫描（Table Scan）

 

What is the tipping point?

It's the point where the number of rows returned is "no longer selective enough". SQL Server chooses NOT to use the nonclustered index to look up the corresponding data rows and instead performs a table scan.

    关于临界点（Tipping Point），我们下面先不纠结概念了，先从一个鲜活的例子开始吧：

SET NOCOUNT ON;
DROP TABLE TEST
CREATE TABLE TEST (OBJECT_ID  INT, NAME VARCHAR(8));
 
CREATE INDEX PK_TEST ON TEST(OBJECT_ID)
DECLARE @Index INT =1;
 
WHILE @Index <= 10000
BEGIN
    INSERT INTO TEST
    SELECT @Index, 'kerry';
   
    SET @Index = @Index +1;
END
UPDATE STATISTICS  TEST WITH FULLSCAN;
 
SELECT * FROM TEST WHERE OBJECT_ID= 1

如上所示，当我们查询OBJECT_ID=1的数据时，优化器使用索引查找（Index Seek）

上面OBJECT_ID=1的数据只有一条，如果OBJECT_ID=1的数据达到全表总数据量的20%会怎么样？ 我们可以手工更新2001条数据。此时SQL的执行计划变成全表扫描（Table Scan）了。

UPDATE TEST SET OBJECT_ID =1 WHERE OBJECT_ID<=2000;
 
UPDATE STATISTICS  TEST WITH FULLSCAN;
 
SELECT * FROM TEST WHERE OBJECT_ID= 1

临界点决定了SQL Server是使用书签查找还是全表/索引扫描。这也意味着临界点只与非覆盖、非聚集索引有关（重点）。

Why is the tipping point interesting?

  • It shows that narrow (non-covering) nonclustered indexes have fewer uses than often expected (just because a query has a column in the WHERE clause doesn't mean that SQL Server's going to use that index)

  • It happens at a point that's typically MUCH earlier than expected… and, in fact, sometimes this is a VERY bad thing!

  • Only nonclustered indexes that do not cover a query have a tipping point. Covering indexes don't have this same issue (which further proves why they're so important for performance tuning)

  • You might find larger tables/queries performing table scans when in fact, it might be better to use a nonclustered index. How do you know, how do you test, how do you hint and/or force… and, is that a good thing?

 

4：统计信息缺失或不正确会导致索引扫描（Index Scan）

     统计信息缺失或不正确，很容易导致索引查找（Index Seek）变成索引扫描（Index Scan）。 这个倒是很容易理解，但是构造这样的案例比较难，一时没有想到，在此略过。

 

5：谓词不是联合索引的第一列会导致索引扫描（Index Scan）

SELECT * INTO Sales.SalesOrderDetail_Tmp FROM Sales.SalesOrderDetail;
 
CREATE INDEX PK_SalesOrderDetail_Tmp ON Sales.SalesOrderDetail_Tmp(SalesOrderID, SalesOrderDetailID);
 
UPDATE STATISTICS  Sales.SalesOrderDetail_Tmp WITH FULLSCAN;

下面这个SQL语句得到的结果是一致的，但是第二个SQL语句由于谓词不是联合索引第一列，导致索引扫描

SELECT * FROM Sales.SalesOrderDetail_Tmp
WHERE SalesOrderID=43659 AND SalesOrderDetailID<10

SELECT * FROM Sales.SalesOrderDetail_Tmp WHERE SalesOrderDetailID<10

 

 

参考资料：

https://www.sqlskills.com/blogs/jonathan/implicit-conversions-that-cause-index-scans/

http://stackoverflow.com/questions/6528906/why-is-this-an-index-scan-and-not-a-index-seek

http://pramodsingla.com/2011/05/16/cause-of-index-scan/

https://social.msdn.microsoft.com/Forums/sqlserver/en-US/82f49db8-0c77-4bce-b26c-1ad0a4af693b/index-scan-on-a-table-join-why-not-index-seek?forum=sqldatabaseengine

http://stackoverflow.com/questions/6528906/why-is-this-an-index-scan-and-not-a-index-seek

https://www.sqlpassion.at/archive/2013/06/12/sql-server-tipping-games-why-non-clustered-indexes-are-just-ignored/

http://www.sqlskills.com/blogs/kimberly/the-tipping-point-query-answers/

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SET @TableName = 't_Student'; SET @Score = 90; SET @sql = 'SELECT * FROM '+QUOTENAME(@TableName) +'WHERE Score >= '+CAST(@Score AS NVARCHAR(10)) EXEC (@sql); 执行结果： 注意：在执行拼接SQL 语句的时候，的EXEC括号中只允许包含一个字符串变量，但是可以串联多个变量，如果我们直接执行这个SQL语句： --这是错误的调用 EXEC ('SELECT * FROM '+QUOTENAME(@TableName) +'WHERE Score >= '+CAST(@Score AS NVARCHAR(10))); 执行就会提示错误。但是这样就没有问题： 复制代码 DECLARE @TableName NVARCHAR(50),@Sql NVARCHAR(MAX),@Score INT DECLARE @Sql2 NVARCHAR(MAX) SET @TableName = 't_Student'; SET @Score = 90; SET @sql = 'SELECT * FROM '+QUOTENAME(@TableName) SET @Sql2=' WHERE Score >= '+CAST(@Score AS NVARCHAR(10)) EXEC (@sql+@sql2) 复制代码 EXEC 执行拼接sql语句的时候不支持 嵌入式参数，如下： DECLARE @OUT_Nums INT,@IN_Score INT,@Sql NVARCHAR(MAX) SET @IN_Score = 90 SET @sql = 'SELECT @Nums=COUNT(1) FROM t_student WHERE Score >= @Score' EXEC (@sql) 通过上面的代码发现，EXEC 执行拼接的SQL语句的时候，不支持内嵌参数，包括输入参数和输出参数。有的时候我们想把得到的count(*)传出来，用EXEC是不好办到的。接下来，再来看看SP_EXECUTESQL的使用： 二、SP_EXECUTESQL： SP_EXECUTESQL 是在 SQL 2005中引入的新的系统存储过程，也是用来处理动态SQL 语句的。它比EXEC 更加灵活，首先也执行一下第一次的拼接SQL语句： DECLARE @TableName NVARCHAR(50),@Sql NVARCHAR(MAX),@Score INT; SET @TableName = 't_Student'; SET @Score = 90; SET @sql = 'SELECT * FROM '+QUOTENAME(@TableName) +'WHERE Score >= '+CAST(@Score AS NVARCHAR(10)) EXEC SP_EXECUTESQL @sql --注意这里没有了() 执行结果： SP_EXECUTESQL 支持内嵌参数： 先来看一下SP_EXECUTESQL的语法： sp_executesql [ @stmt = ] stmt [ {, [@params=] N'@parameter_name data_type [ OUT | OUTPUT ][,...n]' } {, [ @param1 = ] 'value1' [ ,...n ] } ] 说明： [ @stmt = ] stmt 包含 Transact-SQL 语句或批处理的 Unicode 字符串。stmt 必须是 Unicode 常量或 Unicode 变量。不允许使用更复杂的 Unicode 表达式（例如使用 + 运算符连接两个字符串）。不允许使用字符常量。如果指定了 Unicode 常量，则必须使用 N 作为前缀。例如，Unicode 常量 N'sp_who' 是有效的，但是字符常量 'sp_who' 则无效。字符串的大小仅受可用数据库服务器内存限制。在 64 位服务器中，字符串大小限制为 2 GB，即 nvarchar(max) 的最大大小。stmt 中包含的每个参数在 @params 参数定义列表和参数值列表中均必须有对应项 [ @params = ] N'@parameter_namedata_type[ ,... n ] ' 包含 stmt 中嵌入的所有参数定义的字符串。字符串必须是 Unicode 常量或 Unicode 变量。每个参数定义由参数名称和数据类型组成。n 是表示附加参数定义的占位符。在 stmt 中指定的每个参数必须在 @params 中定义。如果 stmt 中的 Transact-SQL 语句或批处理不包含参数，则不需要 @params。该参数的默认值为 NULL。 [ @param1 = ] 'value1' 参数字符串中定义的第一个参数的值。该值可以是 Unicode 常量，也可以是 Unicode 变量。必须为 stmt 中包含的每个参数提供参数值。如果 stmt 中的 Transact-SQL 语句或批处理没有参数，则不需要这些值。 [ OUT | OUTPUT ] 指示参数是输出参数。除非是公共语言运行 (CLR) 过程，否则 text、ntext 和 image 参数均可用作 OUTPUT 参数。使用 OUTPUT 关键字的输出参数可以为游标占位符，CLR 过程除外。 n 附加参数值的占位符。这些值只能为常量或变量，不能是很复杂的表达式（例如函数）或使用运算符生成的表达式。 返回代码值 : 0（成功）或非零（失败） 结果集：从生成 SQL 字符串的所有 SQL 语句返回结果集 看不懂没有关系，通过例子就会非常明白的，依旧还执行上面的 SQL 语句： DECLARE @OUT_Nums INT,@IN_Score INT,@Sql NVARCHAR(MAX) SET @IN_Score = 90 SET @sql = 'SELECT @Nums=COUNT(1) FROM t_student WHERE Score >= @Score' EXEC SP_EXECUTESQL @sql,N'@Nums INT OUT,@Score INT',@OUT_Nums OUTPUT,@IN_Score SELECT @OUT_Nums AS '人数' 执行结果： 需要注意的是： 1、要求动态Sql和动态Sql参数列表必须是NVARCHAR 2、动态Sql的参数列表与外部提供值的参数列表顺序必需一致 3、一旦使用了 '@name = value' 形式之后，所有后续的参数就必须以 '@name = value' 的形式传递，比如： DECLARE @OUT_Nums INT,@IN_Score INT,@Sql NVARCHAR(MAX) SET @IN_Score = 90 SET @sql = 'SELECT @Nums=COUNT(1) FROM t_student WHERE Score >= @Score' EXEC SP_EXECUTESQL @stmt=@sql,@params=N'@Nums INT OUT,@Score INT',@Nums=@OUT_Nums OUTPUT,@Score=@IN_Score SELECT @OUT_Nums AS '人数' 通过上面的例子已经很清晰的表明了，在执行动态SQL 语句的时候，EXEC 和 SP_EXECUTESQL 的区别了，来总结一下： 1、 性能： 官方描述：sp_executesql stmt 参数中的 Transact-SQL 语句或批处理在执行 sp_executesql 语句时才编译。随后，将编译 stmt 中的内容，并将其作为执行计划运行。该执行计划独立于名为 sp_executesql 的批处理的执行计划。sp_executesql 批处理不能引用调用 sp_executesql 的批处理中声明的变量。sp_executesql 批处理中的本地游标或变量对调用 sp_executesql 的批处理是不可见的。对数据库上下文所做的更改只在 sp_executesql 语句结束前有效。如果只更改了语句中的参数值，则 sp_executesql 可用来代替存储过程多次执行 Transact-SQL 语句。因为 Transact-SQL 语句本身保持不变，仅参数值发生变化，所以 SQL Server 查询优化器可能重复使用首次执行时所生成的执行计划。 说通俗一点就是：如果用 EXEC 执行一条动态 SQL 语句，由于每次传入的参数不一样，所以每次生成的 @sql 就不一样，这样每执行一次SQL SERVER 就必须重新将要执行的动态 Sql 重新编译一次 。但是SP_EXECUTESQL 则不一样，由于将数值参数化，要执行的动态 Sql 永远不会变化，只是传入的参数的值在变化，那每次执行的时候就不用重新编译，速度和效率自然有所提升。 2、从上面的例子我们已经能够看出 SP_EXECUTESQL 命令比 EXEC 命令更灵活，因为它提供一个接口，该接口及支持输入参数也支持输出参数。 3、EXEC 执行纯动态SQL，执行时可能无法使用预编译的执行计划，关键是不安全，可以导致 SQL 注入 ，而 SP_EXECUTESQL 执行参数化动态 SQL ,执行时能使用预编译的执行计划，而且保存存储过程时就可以确定可以使用的预编译的执行计划，而且最重要的是“安全”，天然免疫SQL 注入 作者：Rising Sun 出处：http://www.cnblogs.com/lxblog/ 本文版权归作者和博客园共有，欢迎转载，但未经作者同意必须保留此段声明，且在文章页面明显位置给出原文连接，否则保留追究法律责任的权利.
SQL SERVER EXEC 、SP_EXECUTESQL
u013400314的博客
10-28 5981
所谓的参数化SQL，就是用变量当做占位符，通过 EXEC sp_executesql执行的时候将参数传递进去SQL中，在需要填入数值或数据的地方，使用参数 (Parameter) 来给值，这样的话，缺点，1,对于这种方式，也有一点不好的地方，就是拼凑的字符串处理过程中，调试具体的SQL语句的时候，参数是直接拼凑在SQL文本中的，不能直接执行，要手动将占位参数替换成具体的参数值。第二，保证执行计划的重用，因为使用占位符来拼凑SQL的，SQL参数的值不同并导致最终执行的SQL文本不同。2、执行动态的批处理。
SQLSERVER 得到EXEC返回值
ASP.NET
08-30 5266
CREATE TABLE #dtCartCount(CartItemCount INT) INSERT INTO #dtCartCount(CartItemCount) EXEC('SELECT COUNT(*) FROM tbl_SoleHome_CartItem WHERE ItemID IN(1,2)') SELECT CartItemCount FROM #dtCartCount
SqlServer EXEC 用法
fanwenhu的专栏
04-13 7193
--1.查询 (注意:表,字段不能直接使用变量,需要在拼接sql中写完整) --错误写法: 'select @a from @b' --正确写法: 'select '+@a+' from '+@b --避免并减少使用: EXEC (sql语句) --推荐使用EXEC sp_executesql DECLARE @Sql NVARCHAR(2000), @Table VARCHAR(20)='DataList', @ModelName VARCHAR(50)='A1', @ModelSN ...
演示了通过存储过程来获取某个字段的值，并对该字段值进行了判断
lllxy的专栏
04-21 4013
 表结构定义为USE [test]GOSET ANSI_NULLS ONGOSET QUOTED_IDENTIFIER ONGOCREATE TABLE [dbo].[Students](    [ID] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,    [Name] [nvarchar](50) COLLATE Chinese_PRC_CI
sqlserver 中EXEC和sp_executesql使用介绍
weixin_34228617的博客
04-25 1375
sqlserver 中EXEC和sp_executesql使用介绍 MSSQL为我们提供了两种动态运行SQL语句的命令，各自是EXEC和sp_executesql;通常,sp_executesql则更具有优势，它提供了输入输出接口，而EXEC没有。另一个最大的优点就是利用sp_executesql。可以重用运行计划。这就大大提供了运行性能(对于这个我在后面的样例中会详加说明)，还可以编写...
sqlserver 中的exec问题
diligentcat的专栏
11-01 978
如果一个字符串，直接执行没问题，但是要 exec执行就出问题，则用exec(sql)，即可解决问题。
sqlserver中exec的用法
02-29 1429
sqlserver中exec的用法
SQL Server索引查找转扫描原因及解决方案深度解析
在SQL Server中，索引查找（Index Seek）与索引扫描（Index Scan）是查询优化的重要概念。当查询执行计划从Index Seek转变为Index Scan，可能会影响查询性能。这种情况通常发生在以下几种情况下： 1. 隐式转换问题...
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