3、索引优化（2）汇集索引

时间 2020-07-29

标签索引优化汇集繁體版

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1、汇集索引的概念jquery

　　汇集索引根据数据行的键值在表或视图中排序和存储这些数据行。索引定义中包含汇集索引列。每一个表只能有一个汇集索引，由于数据行自己只能按一个顺序排序。数据库

　　只有当表包含汇集索引时，表中的数据行才按排序顺序存储。若是表具备汇集索引，则该表称为汇集表。若是表没有汇集索引，则其数据行存储在一个称为堆的无序结构中。ide

　　下图是汇集索引的示意图。与前文所述的非汇集索引相比，汇集索引在结构上的最大特色是：索引的叶级就是数据页。测试

2、实验[三C]：（非惟一）汇集索引ui

1. 建立非汇集索引 spa

　　继续使用前一篇文章的测试专用表，首先删除原有的非汇集索引，而后建立一个汇集索引。指针

DROP INDEX IX_person1_UserID ON person1orm

CREATE CLUSTERED INDEX IX_person1_UserID ON person1 (UserID)xml

2. 查看索引的空间分配blog

DBCC SHOWCONTIG ('person1') WITH ALL_INDEXES

　　结果以下：

DBCC SHOWCONTIG 正在扫描 'person1' 表...
表: 'person1' (245575913)；索引 ID: 1，数据库 ID: 8
已执行 TABLE 级别的扫描。
- 扫描页数................................: 4009
- 扫描区数..............................: 502
- 区切换次数..............................: 501
- 每一个区的平均页数........................: 8.0
- 扫描密度 [最佳计数:实际计数].......: 100.00% [502:502]
- 逻辑扫描碎片 ..................: 0.37%
- 区扫描碎片 ..................: 0.80%
- 每页的平都可用字节数.....................: 44.2
- 平均页密度(满).....................: 99.45%
DBCC 执行完毕。若是 DBCC 输出了错误信息，请与系统管理员联系。

　　将上述结果与前文的非汇集索引相比，很明显可见数据页与索引页合为一体（索引ID=1）。注意，此处自动增长了9个页，后文将会说明缘由。

3. 查看索引的层次

SELECT index_depth, index_level, record_count, page_count,
min_record_size_in_bytes as 'MinLen',
max_record_size_in_bytes as 'MaxLen',
avg_record_size_in_bytes as 'AvgLen',
convert(decimal(6,2),avg_page_space_used_in_percent) as 'PageDensity'
FROM sys.dm_db_index_physical_stats
(8, OBJECT_ID('person1'),1,NULL,'DETAILED')

　　结果以下：

Index _depth	Index _level	Record _count	Page _count	MinLen	MaxLen	AvgLen	PageDensity
3	0	80000	4009	399	407	401.498	99.45
3	1	4009	10	14	22	16.632	92.26
3	2	10	1	14	22	18	2.45

　　根据上表的数据，能够看到该索引共有3层。最底层 level=0 是叶级，它有4009个页面，这个叶级实际上就是包含80000行数据的数据页。非叶级共有2层，其中level=1 是中间级，它有10个页面，保存了4009个指针分别指向叶级的4009页；level=2 是根，它只有1个页面，保存了10个指针分别指向中间级的10个索引页。

　　中间级索引的行长度为14~22个字节，根级索引的行长度也为14~22 个字节。详细的计算方法，见《估计汇集索引的大小》http://technet.microsoft.com/zh-cn/library/ms178085.aspx

4. 总结

　　索引的层次与页面结构以下图：

3、实验[三D]：（惟一）汇集索引

　　汇集索引中的数据便可以惟一，也能够不惟一，取决于定义这个索引时的 UNIQUE 设置。

　　若是未使用 UNIQUE 属性建立汇集索引，SQL Server 将向表自动添加一个 4 字节 uniqueifier 列，使每一个键惟一。此列和列值仅供内部使用，用户不能查看或访问。

1. 建立测试用的表

　　建立一个新的表，并添加80000行记录。

create table person3 (UserID int not null,pwd char(20),OtherInfo char(360),modifydate datetime)
declare @i int
set @i=0
while @i<80000
begin
  insert into person3
  select @i,cast(floor(rand()*100000) as varchar(10)),
  cast(floor(rand()*100000) as char(50)), GETDATE()
  set @i=@i+1
end

2. 检查页数量

　　使用DBCC SHOWCONTIG，查得该表的页的数量为4000页。

3. 建立惟一汇集索引

CREATE UNIQUE CLUSTERED INDEX IX_person3_UserID
ON person3 (UserID)

4. 检查页的数量

　　再次使用DBCC SHOWCONTIG，查得该表的页的数量仍然为4000页。

5. 查看索引的层次

　　结果为：

Index _depth	Index _level	Record _count	Page _count	MinLen	MaxLen	AvgLen	PageDensity
3	0	80000	4000	399	399	399	99.06
3	1	4000	7	11	11	11	91.75
3	2	7	1	11	11	11	1.10

　　与前一个实验中的不带UNIQUE 的汇集索引相比，因为不须要建立一个 4 字节的uniqueifier 列，所以惟一汇集索引的数据行仍然是原来的固定长度，数据页的数量也不会增长。并且，因为数据行的惟一性，非叶级索引的宽度也减少到11个字节，其中4个字节用于定义汇集索引的 int 列（UserID列），6个字节用于页指针，1个字节用于行的系统开销。

6. 总结

　　索引的层次与页面结构以下图所示：

4、汇集索引与约束

1. 主键的概念

　　主键，也称主关键字（Primary Key），是表中的一个或多个列，它的值用于唯一地标识表中的某一条记录。在两个表的关系中，主键用来在一个表中引用来自于另外一个表中的特定记录。主键是一种惟一键，是表定义的一部分。

　　一个表只能包含一个主键约束。若是在其余列上创建主键，则原来的主键就会取消。定义主键后，在主键的左侧会显示一个钥匙状的图标，表示该字段已被设为主键。

　　在主键约束中定义的全部列都必须定义为 NOT NULL。若是没有指定为 Null 性，则加入主键约束的全部列的为 Null 性都将设置为 NOT NULL。

2. 主键与索引的关系

　　建立主键将自动建立相应的惟一索引、汇集索引或非汇集索引。例如：

ALTER TABLE person
ADD CONSTRAINT PK_person_UserID PRIMARY KEY CLUSTERED (UserID)

　　数据库在建立主键同时，会自动创建一个惟一索引。
　　若是这个表以前没有汇集索引，同时创建主键时候没有强制指定使用非汇集索引，则创建主键时候，同时创建一个惟一的汇集索引。例如，下例中将自动建立一个汇集、惟一索引。

create table person (UserID int not null,pwd char(20),modifydate datetime)

ALTER TABLE person
ADD CONSTRAINT PK_person_UserID PRIMARY KEY (UserID)

3. 惟一约束与索引的关系

　　惟一约束（UNIQUE CONSTRAINT）与主键约束相反，除非显式指定了汇集索引，不然，默认状况下将建立惟一的非汇集索引以强制执行惟一约束。

4. 约束与索引的主要区别

　　主键约束和惟一约束的主要目的都是为了保持数据行的惟一性，不容许有重复的数据行；而汇集索引的主要目的是为了使数据按照必定的顺序进行物理排序以加快查询的速度，而且容许有重复的数据行。