SQLSERVER的 筛选索引(Fiter Index)
fiter index(筛选索引)是SQL Server的一项功能,可使此数据库与众不同。
筛选索引的概念
SQL Server中常用的索引是一种物理结构,它包含来自所有行的一组选定列的值 在一张桌子里。大多数情况下,结构是一个b树,值存储在节点和叶子中,以便在树中查找(寻找)特定值非常快。它从根开始,然后通过节点决定每次选择哪个分支。尽管这是一个充满激情的话题,但我不会完全描述索引的结构。出于本文的目的,足以知道索引列中的每个值在b树中都有自己的位置。如果表很大,则索引列具有许多值,并且索引具有许多节点。向表中添加新行会使表更大,但索引也会增长。有一些或多或少的明显后果:
- 索引增长并消耗更多磁盘空间。
- 更大的索引更难以搜索 - 搜索和扫描速度更慢。
- 重建大型索引需要更多时间和资源。
索引是一个很好的发明。它使得寻找(寻找特定价值)成为可能。如果列已建立索引,则数据库不需要从表中读取所有行,以在索引列中查找具有特定值的行。然而,大指数是大问题。有时您知道该表有一些您不会查询的特定行。如果我可以索引不是所有行而只是索引它们的一部分怎么办?这正是筛选索引。
没有索引的示例
我有一个表,其中包含用户发送给其他用户的消息。当接收器读取消息时,通过将mes_unread字段从1 切换为0将其标记为已读。
表中有100万行。当用户登录他/她的帐户时,将显示未读消息。这种情况的直接影响是非常频繁的查询是以下一种:
目前,此表上只有一个索引 - mes_id上的聚簇索引。因此,毫不奇怪,样本运行的执行计划显示聚集索引扫描正在读取所有数据,以查找与条件匹配的行。
估计的查询成本为10.6818。最常用的查询从表中读取所有行并不好。
使用sp_spaceused过程检查表的大小。
EXEC sp_spaceused'user_messages ' ;
它显示表数据消耗了大约103 MB的存储空间和聚集索引 - 392 KB。
传统方法
回到聚集索引扫描问题,有一个简单的解决方案 - 创建一个索引。例如,数据库引擎建议的那个在执行计划中显示绿色字体
CREATE NONCLUSTERED INDEX IX_mes_receiver_usr_id_unread
ON user_messages(mes_receiver_usr_id,mes_unread);
创建索引后,相同的查询执行效率更高。执行计划显示使用索引和键查找搜索操作替换扫描操作。
查询的成本估计为1.20738。它比没有索引的要少9倍。
sp_spaceused报告用于存储索引的额外15 MB。
15 MB并不多,但表只需103 MB。如果表是10 GB,我可以预期索引是1.5 GB,这是显而易见的。那还有什么方法可以减少这个索引的数据量吗?
过滤索引的方法
假如应用用户非常活跃,他们通常在收到消息后立即阅读消息,因此大部分消息已被阅读(95%)。只有5%的消息尚未打开。这意味着该条件 AND mes_unread = 1
将返回的行数减少了20倍(至5%)。更进一步,我不需要索引的那部分包含有关mes_unread = 0的行的信息。幸运的是,SQL Server包含过滤的索引功能,它允许我减少用于构建索引的行数。
此时,我将用过滤索引替换当前索引。
DROP INDEX IX_mes_receiver_usr_id_unread ON user_messages;
CREATE NONCLUSTERED INDEX IX_mes_receiver_usr_id_unread
ON user_messages(mes_receiver_usr_id,mes_unread)
WHERE mes_unread = 1;
过滤的索引可以通过定义中的WHERE子句轻松识别。上面使用的构造在两列上创建索引:mes_receiver_usr_id和mes_unread,
但仅适用于mes_unread = 1的那些行。不包括与其不匹配的其他行。它们根本不占用索引中的磁盘空间。
在开始使用过滤索引之前,我将检查执行计划。
它看起来与普通索引的执行计划非常相似。那有什么区别?
不同的是执行成本。它下降到0.246134 ,几乎是传统指数的五倍。
为什么?答案是索引大小,可以使用sp_spaceused检查。
EXEC sp_spaceused'user_messages ' ;
与传统索引的15 MB相比,过滤索引的1.1 MB明显更少。它直接回答了较小的执行成本 - 更小的索引,更少的IO,更快的搜索。
总结下使用情况:
案件 | 执行成本 | 索引大小 |
没有索引 | 10.6818 | - |
普通索引 | 1.2073 | 15.3 MB |
过滤索引 | 0.2461 | 1.1 MB |
它可能是一个优势:更小的存储使用,更快的搜索,
但也有一个缺点 - 更改WHERE子句中的值可能会使索引无用。例如,如果我想查询已经读过的消息,那么这个索引对我没用:
SELECT *
FROM user_messages
WHERE mes_receiver_usr_id = 234
AND mes_unread = 0;
如您所见,将条件从mes_unread = 1更改为mes_unread = 0会导致从搜索切换到扫描。此时原因应该是显而易见的 -
过滤后的索引没有关于mes_unread = 0的行的任何信息,因此无法使用。
结论
过滤的索引具有强大的功能。如果您拥有几乎从不查询大多数行的表,它们可以提供很多帮助。它们不仅消耗更少的存储空间,而且由于它们更小,它们也更快。另一方面,我很少使用过滤索引。当想知道为什么时,我得出的结论是,如果绝大多数行都没有被查询为什么要保留它们?