SQLServer覆盖索引

　　为了更好地理解覆盖索引，在正式介绍覆盖索引之前，首先稍微来谈一谈有关索引的一些基础知识。

数据页和索引页

　　在SQLServer中，数据存储的基本单位是页，一页的大小为8KB，分别由页首，数据行和行偏移量组成，如下图结构：

　　

　　页首固定占用96个字节，用来存储相关的页面系统信息，例如所属的数据库表对象Id等。数据行是真实数据的存储区域，每一行的大小是不固定的。行偏移量是一个数组，数组的每个位置占2个字节，用来存储数据行距离开头的位置偏移量，主要是用来做快速定位，例如想要查找第N行，只要访问行偏移量数组的第N项，就能快速找到数据行所在的位置。索引页和数据页的结构类似，所不同的是索引页的数据行存储的是和索引相关的信息。

聚集索引和非聚集索引

　　聚集索引定义了表中数据存储的真实物理位置，它是按照指定列的顺序来存储数据的，类比于新华字典中的汉字是按照拼音顺序排列的，所以每张表只能建立一个聚集索引。聚集索引是一棵B+树结构，包含索引页和数据页，最底下的一排叶子节点是数据页，往上则为索引页，来看一张图应该更清晰一些：

　 

　　非聚集索引是独立于数据真实存储顺序逻辑而存在的，类比于新华字典中按偏旁部首查找汉字的方式。与聚集索引对比，非聚集索引也是B+树的数据结构，但却只包含索引页，而且在一张表中可以建立多个非聚集索引，有关索引的深入分析可以查看这篇文章。同样来看一张非聚集索引的图：

　　

什么是覆盖索引

　　覆盖索引是在SQLServer2005中引入的概念，只能建立在非聚集索引的基础上，通常情况下，非聚集索引的索引页是不包含真实数据的，只存储着指向数据页中数据行的指针，而覆盖索引则是通过将数据存储在索引页上，从而在查找对应数据的时候，只要找到索引页就可以访问到数据，无需再去查询数据页，所以说这个索引是数据“覆盖”的。

--覆盖索引的创建是在非聚集索引创建的基础上增加INCLUDE语句
CREATE NONCLUSTERED INDEX {index_name}
ON {table_name}(column_name...) --非聚集索引可以声明指定多个列作为索引项
INCLUDE(column_name...)         --覆盖索引可以指定多个列存储在索引页上

覆盖索引分析

　　这一小节将通过创建覆盖索引以及使用DBCC命令查看索引的方式进行介绍。

IF DB_ID('Test') IS NULL
BEGIN
    CREATE DATABASE Test;
END
GO

USE Test;
GO

IF OBJECT_ID('t1','U') IS NULL
BEGIN
    CREATE TABLE t1
    (
        t1_id    INT         NOT NULL IDENTITY(1,1),
        t1_name  VARCHAR(20) NOT NULL,
        t1_name1 VARCHAR(20) NOT NULL,
        t1_name2 VARCHAR(20) NOT NULL,
        t1_name3 VARCHAR(20) NOT NULL,
        t1_name4 VARCHAR(20) NOT NULL,
        t1_name5 VARCHAR(20) NOT NULL
    );
END

/*
*插入测试数据
*/
INSERT INTO t1 
(   t1_name,
    t1_name1,
    t1_name2,
    t1_name3,
    t1_name4,
    t1_name5    )
    SELECT 'name',
           'name',
           'name',
           'name',
           'name',
           'name'
      FROM sysobjects o1
CROSS JOIN sysobjects o2;     

/*
*创建覆盖索引
*/
IF NOT EXISTS(SELECT 1
                FROM sysindexes
               WHERE name='idx_t1_id')
BEGIN 
    CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_t1_id
    ON t1(t1_id)
    INCLUDE(t1_name);
END

　　执行CROSS JOIN插入的测试数据有4000条左右，现在可以使用DBCC命令来查看表的数据页和索引页的情况。

/*
*查看页的基本信息
*前提条件：表中必须插入了数据
*所需参数：（数据库名，表名，-1表示显示全部IAM页,数据页, 索引页）
*/
DBCC IND (Test,t1,-1); 

　　执行完这条命令后，应该可以看到显示的页信息，其中PageType=1的行表示数据页，PageType=2的行表示索引页，任意选择一条PageType=2的行，找到PageFID和PagePID，就可以使用DBCC命令来查看索引页的具体信息。

/*
*查看索引页的基本信息
*所需参数：(数据库名，PageFID，PagePID，3表示输出每行每列的信息)
*/
DBCC PAGE(Test,1,7732,3);

 　　执行完这条命令后，应该可以看到t1_name这一列的信息是包含在这个索引页中的。现在可以通过执行不同的查询SQL来查看覆盖索引所带来的性能提升，在执行SQL的同时开启显示实际的执行计划，从而可以清楚得看到对比结果。

SELECT t1_name
  FROM t1
 WHERE t1_id = 500;

SELECT t1_name1
  FROM t1
 WHERE t1_id =500;

　　

　　

　　查询1开销为33%，而查询2的开销为67%，对比可以看到查询t1_name的开销比查询t1_name1的开销小很多，因为查询t1_name只需要执行索引，就可以在索引页上找到数据，而查询t1_name1还要去查找数据页。

覆盖索引的思考

　　创建索引能带来查询的优化，但却带来了更改数据的负担，覆盖索引也不意外。由上面的分析我们知道，覆盖索引是非聚集索引的进一步细化，在更新数据的时候，如果涉及到覆盖索引INCLUDE的列，除了更改数据页之外还要更改索引页，比单纯使用非聚集索引增添了额外的工作。所以，在设计覆盖索引的时候，要综合考虑应该覆盖的列，确保INCLUDE的列能带来最佳的性能优化。