1. 什么是聚合索引(clustered index) / 什么是非聚合索引(nonclustered index)?
2. 聚合索引和非聚合索引有什么區別?
一: 深入淺出理解索引結構:
把索引理解為一種特殊的目錄。微軟的SQL SERVER提供了兩種索引:聚集索引(clustered index,也稱聚類索引、簇集索引)和非聚集索引(nonclustered index,也稱非聚類索引、非簇集索引)。下面,我們舉例來說明一下聚集索引和非聚集索引的區別:
其實,我們的漢語字典的正文本身就是一個聚集索引。比如,我們要查"安"字,就會很自然地翻開字典的前幾頁,因為"安"的拼音是"an",而按照拼音排序 漢字的字典是以英文字母"a"開頭並以"z"結尾的,那么"安"字就自然地排在字典的前部。如果您翻完了所有以"a"開頭的部分仍然找不到這個字,那么就 說明您的字典中沒有這個字;同樣的,如果查"張"字,那您也會將您的字典翻到最后部分,因為"張"的拼音是"zhang"。也就是說,字典的正文部分本身 就是一個目錄,您不需要再去查其他目錄來找到您需要找的內容。
我們把這種正文內容本身就是一種按照一定規則排列的目錄稱為"聚集索引"
如果您認識某個字,您可以快速地從自動中查到這個字。但您也可能會遇到您不認識的字,不知道它的發音,這時候,您就不能按照剛才的方法找到您要查的字,而 需要去根據"偏旁部首"查到您要找的字,然后根據這個字后的頁碼直接翻到某頁來找到您要找的字。但您結合"部首目錄"和"檢字表"而查到的字的排序並不是 真正的正文的排序方法,比如您查"張"字,我們可以看到在查部首之后的檢字表中"張"的頁碼是672頁,檢字表中"張"的上面是"馳"字,但頁碼卻是63 頁,"張"的下面是"弩"字,頁面是390頁。很顯然,這些字並不是真正的分別位於"張"字的上下方,現在您看到的連續的"馳、張、弩"三字實際上就是他 們在非聚集索引中的排序,是字典正文中的字在非聚集索引中的映射。我們可以通過這種方式來找到您所需要的字,但它需要兩個過程,先找到目錄中的結果,然后 再翻到您所需要的頁碼。
我們把這種目錄純粹是目錄,正文純粹是正文的排序方式稱為"非聚集索引"。
二:如何使用聚集索引和非聚集索引
每個表只能有一個聚集索引 ,因為目錄只能按照一種方法進行排序。
總結了何時使用聚集索引或非聚集索引(很重要)。
動作描述 使用聚集索引 使用非聚集索引
列經常被分組排序 應 應
返回某范圍內的數據 應 不應
一個或極少不同值 不應 不應
小數目的不同值 應 不應
大數目的不同值 不應 應
頻繁更新的列 不應 應
外鍵列 應 應
主鍵列 應 應
頻繁修改索引列 不應 應
(三)結合實際,談索引使用的誤區
1、主鍵就是聚集索引
這種想法是極端錯誤的,是對聚集索引的一種浪費。雖然SQL SERVER默認是在主鍵上建立聚集索引的。
通常,我們會在每個表中都建立一個ID列,以區分每條數據,並且這個ID列是自動增大的,步長一般為1。我們的這個辦公自動化的實例中的列Gid就是如 此。此時,如果我們將這個列設為主鍵,SQL SERVER會將此列默認為聚集索引。這樣做有好處,就是可以讓您的數據在數據庫中按照ID進行物理排序
顯而易見,聚集索引的優勢是很明顯的,而每個表中只能有一個聚集索引的規則,這使得聚集索引變得更加珍貴。
我們會在每個表中都建立一個ID列,以區分每條數據,並且這個ID列是自動增大的,步長一般為1。我們的這個辦公自動化的實例中的列Gid就是如 此。此時,如果我們將這個列設為主鍵,SQL SERVER會將此列默認為聚集索引。這樣做有好處,就是可以讓您的數據在數據庫中按照ID進行物理排序,我認為這樣做意義不大。
(1)僅在主鍵上建立聚集索引,並且不划分時間段:
Select gid,fariqi,neibuyonghu,title from tgongwen 用時:128470毫秒(即:128秒)
(2)在主鍵上建立聚集索引,在fariq上建立非聚集索引:
select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where fariqi> dateadd(day,-90,getdate()) 用時:53763毫秒(54秒)
(3)將聚合索引建立在日期列(fariqi)上:
select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where fariqi> dateadd(day,-90,getdate()) 用時:2423毫秒(2秒)
特別是將聚集索引建立在日期列時的差異。事實上,如果您的數據庫真的有1000萬容量的話,把主鍵建立在ID列上,就像以上的第1、2種情況,在網頁上的表現就是超時,根本就無法顯示。這也是我摒棄ID列作為聚集索引的一個最重要的因素。
得出以上速度的方法是:在各個select語句前加:declare @d datetime set @d=getdate()
並在select語句后加:
select [語句執行花費時間(毫秒)]=datediff(ms,@d,getdate())
2、只要建立索引就能顯著提高查詢速度
事實上,我們可以發現上面的例子中,第2、3條語句完全相同,且建立索引的字段也相同;不同的僅是前者在fariqi字段上建立的是非聚合索引,后者在此 字段上建立的是聚合索引,但查詢速度卻有着天壤之別。所以,並非是在任何字段上簡單地建立索引就能提高查詢速度。
建立聚集索引要求的:"既不能絕大多數都相同,又不能只有極少數相同"的規則
3、把所有需要提高查詢速度的字段都加進聚集索引,以提高查詢速度
上面已經談到:在進行數據查詢時都離不開字段的是"日期"還有用戶本身的"用戶名"。既然這兩個字段都是如此的重要,我們可以把他們合並起來,建立一個復合索引(compound index)。
看一下以下的查詢速度(結果集都是25萬條數據):(日期列fariqi首先排在復合聚集索引的起始列,用戶名neibuyonghu排在后列)
(1)select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where fariqi>'2004-5-5' 查詢速度:2513毫秒
(2)select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where fariqi>'2004-5-5' and neibuyonghu='辦公室' 查詢速度:2516毫秒
(3)select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where neibuyonghu='辦公室' 查詢速度:60280毫秒
從以上試驗中,我們可以看到如果僅用聚集索引的起始列作為查詢條件和同時用到復合聚集索引的全部列的查詢速度是幾乎一樣的,甚至比用上全部的復合索引列還 要略快(在查詢結果集數目一樣的情況下);而如果僅用復合聚集索引的非起始列作為查詢條件的話,這個索引是不起任何作用的。當然,語句1、2的查詢速度一 樣是因為查詢的條目數一樣,如果復合索引的所有列都用上,而且查詢結果少的話,這樣就會形成"索引覆蓋",因而性能可以達到最優。同時,請記住:無論您是 否經常使用聚合索引的其他列,但其前導列一定要是使用最頻繁的列。
4.索引使用經驗總結
1、用聚合索引比用不是聚合索引的主鍵速度快
下面是實例語句:(都是提取25萬條數據)
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi='2004-9-16' 使用時間:3326毫秒
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where gid<=250000 使用時間:4470毫秒
這里,用聚合索引比用不是聚合索引的主鍵速度快了近1/4。
2、用聚合索引比用一般的主鍵作order by時速度快,特別是在小數據量情況下
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen order by fariqi 用時:12936
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen order by gid 用時:18843
這里,用聚合索引比用一般的主鍵作order by時,速度快了3/10。事實上,如果數據量很小的話,用聚集索引作為排序列要比使用非聚集索引速度快得明顯的多;而數據量如果很大的話,如10萬以上,則二者的速度差別不明顯。
3、使用聚合索引內的時間段,搜索時間會按數據占整個數據表的百分比成比例減少,而無論聚合索引使用了多少個
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi>'2004-1-1' 用時:6343毫秒(提取100萬條)
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi>'2004-6-6' 用時:3170毫秒(提取50萬條)
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi='2004-9-16'
用時:3326毫秒(和上句的結果一模一樣。如果采集的數量一樣,那么用大於號和等於號是一樣的)
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi>'2004-1-1' and fariqi<'2004-6-6' 用時:3280毫秒
4 、日期列不會因為有分秒的輸入而減慢查詢速度
下面的例子中,共有100萬條數據,2004年1月1日以后的數據有50萬條,但只有兩個不同的日期,日期精確到日;之前有數據50萬條,有5000個不同的日期,日期精確到秒。
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi>'2004-1-1' order by fariqi 用時:6390毫秒
select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen where fariqi<'2004-1-1' order by fariqi 用時:6453毫秒
(五)其他注意事項
"水可載舟,亦可覆舟",索引也一樣。索引有助於提高檢索性能,但過多或不當的索引也會導致系統低效。因為用戶在表中每加進一個索引,數據庫就要做更多的工作。過多的索引甚至會導致索引碎片。
所以說,我們要建立一個"適當"的索引體系,特別是對聚合索引的創建,更應精益求精,以使您的數據庫能得到高性能的發揮。