让SQL飞起来
人们在使用SQL时往往会陷入一个误区,即太关注于所得的结果是否正确,而忽略了不同的实现方法之间可能存在的性能差异,这种性能差异在大型的或是复杂的数据库环境中(如联机事务处理OLTP或决策支持系统DSS)中表现得尤为明显。笔者在工作实践中发现,不良的SQL往往来自于不恰当的索引设计、不充分的连接条件和不可优化的where子句。在对它们进行适当的优化后,其运行速度有了明显的提高!下面我将从这三个方面分别进行总结。
为了更直观地说明问题,所有实例中的SQL运行时间均经过测试,不超过1秒的均表示为(1秒)。测试环境
主机:HP LH II
主频:330MHz
内存:128MB
操作系统:Oper server 5.0.4
数据库:Sybase 11.0.3
一、不合理的索引设计
例:表record有620000行,试看在不同的索引下,下面几个SQL的运行情况:
1.在date上建有一个非群集索引
select count(*) from record where date'19991201' and date'19991214'
and amount2000 --(25秒)
select date, sum(amount) from record group by date --(55秒)
select count(*) from record where date'19990901' and place in
('BJ','SH') --(27秒)
分析:date上有大量的重复值,在非群集索引下,数据在物理上随机存放在数据页上,在范围查找时,必须执行一次表扫描才能找到这一范围内的全部行。
2.在date上的一个群集索引
select count(*) from record where date'19991201' and date'19991214'
and amount2000 --(14秒)
select date,sum(amount) from record group by date --(28秒)
select count(*) from record where date'19990901' and place in
('BJ','SH') --(14秒)
分析:在群集索引下,数据在物理上按顺序排在数据页上,重复值也排列在一起,因而在范围查找时,可以先找到这个范围的起末点,且只在这个范围内扫描数据页,避免了大范围扫描,提高了查询速度。
3.在place、date、amount上的组合索引
select count(*) from record where date'19991201' and date'19991214'
and amount2000 --(26秒)
select date,sum(amount) from record group by date --(27秒)
select count(*) from record where date'19990901' and place in
('BJ’,'SH') --(1秒)
分析:这是一个不很合理的组合索引,因为它的前导列是place,第一和第二条SQL没有引用place,因此也没有利用上索引;第三个SQL使用了place,且引用的所有列都包含在组合索引中,形成了索引覆盖,所以它的速度是非常快的。
4.在date、place、amount上的组合索引
select count(*) from record where date'19991201' and date'19991214'
and amount2000 --(1秒)
select date, sum(amount) from record group by date --(11秒)
select count(*) from record where date'19990901' and place in
('BJ','SH') --(1秒)
分析:这是一个合理的组合索引。它将date作为前导列,使每个SQL都可以利用索引,并且在第一和第三个SQL中形成了索引覆盖,因而性能达到了最优。
5.总结
缺省情况下建立的索引是非群集索引,但有时它并不是最佳的;合理的索引设计要建立在对各种查询的分析和预测上。一般来说:
有大量重复值且经常有范围查询(between, , ,=, =)和orderby、groupby发生的列,可考虑建立群集索引。经常同时存取多列,且每列都含有重复值可考虑建立组合索引。组合索引要尽量使关键查询形成索引覆盖,其前导列一定是使用最频繁的列。
二、不充分的连接条件
例:表card有7896行,在card_no上有一个非聚集索引,表account有191122行,在account_no上有一个非聚集索引,试看在不同的表连接条件下,两个SQL的执行情况:
select sum(a.amount) from account a, card b where
a.card_no=b.card_no --(20秒)
将SQL改为: select sum(a.amount) from account a, card b where a.card_no=b.card_no and a.account_no = b.account_no --(1秒)
分析:在第一个连接条件下,最佳查询方案是将account作外层表,card作内层表,利用card上的索引,其I/O次数可由以下公式估算为: 外层表account上的22541页 + (外层表account的191122行×内层表card上对应外层表第一行所要查找的3页) = 595907次I/O
在第二个连接条件下,最佳查询方案是将card作外层表,account作内层表,利用account上的索引,其I/O次数可由以下公式估算为:
外层表card上的1944页+(外层表card的7896行×内层表account上对应外层表每一行所要查找的4页) = 33528次I/O
可见,只有充分的连接条件,真正的最佳方案才会被执行。 总结:多表操作在被实际执行前,查询优化器会根据连接条件,列出几组可能的连接方案并从中找出系统开销最小的最佳方案。连接条件要充分考虑带有索引的表、行数多的表;内外表的选择可由公式:外层表中的匹配行数×内层表中每一次查找的次数来确定,乘积最小为最佳方案。查看执行方案的方法——用setshowplanon,打开showplan选项,就可以看到连接顺序、使用何种索引的信息;想看更详细的信息,需用sa角色执行dbcc(3604,310,302)。