SqlServer 執(zhí)行計劃及Sql查詢優(yōu)化初探

網(wǎng)上的SQL優(yōu)化的文章實在是很多，說實在的，我也曾經(jīng)到處找這樣的文章，什么不要使用IN了，什么OR了，什么AND了，很多很多，還有很多人拿出僅幾S甚至幾MS的時間差的例子來證明著什么(有點可笑)，讓許多人不知道其是對還是錯。而SQL優(yōu)化又是每個要與數(shù)據(jù)庫打交道的程序員的必修課，所以寫了此文，與朋友們共勉。 

談到優(yōu)化就必然要涉及索引，就像要講鎖必然要說事務一樣，所以你需要了解一下索引，僅僅是索引，就能講半天了，所以索引我就不說了(打很多字是很累的，況且我也知之甚少)，可以去參考相關的文章，這個網(wǎng)上資料比較多了。 

今天來探索下MSSQL的執(zhí)行計劃，來讓大家知道如何查看MSSQL的優(yōu)化機制，以此來優(yōu)化SQL查詢。

--DROP TABLE T_UserInfo----------------------------------------------------

--建測試表

CREATE TABLE T_UserInfo

(

    Userid varchar(20),  UserName varchar(20),

    RegTime datetime, Tel varchar(20),

)

--插入測試數(shù)據(jù)

DECLARE @I INT

DECLARE @ENDID INT

SELECT @I = 1

SELECT @ENDID = 100  --在此處更改要插入的數(shù)據(jù)，重新插入之前要刪掉所有數(shù)據(jù)

WHILE @I = @ENDID

BEGIN

    INSERT INTO T_UserInfo

    SELECT 'ABCDE'+CAST(@I AS VARCHAR(20))+'EF','李'+CAST(@I AS VARCHAR(20)),

       GETDATE(),'876543'+CAST(@I AS VARCHAR(20))

    SELECT @I = @I + 1

END

--相關SQL語句解釋

---------------------------------------------------------------------------

--建聚集索引

CREATE CLUSTERED INDEX INDEX_Userid  ON T_UserInfo (Userid)

--建非聚集索引

CREATE NONCLUSTERED INDEX INDEX_Userid  ON T_UserInfo (Userid)

--刪除索引

DROP INDEX T_UserInfo.INDEX_Userid

---------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------

--顯示有關由Transact-SQL 語句生成的磁盤活動量的信息

SET STATISTICS IO ON

--關閉有關由Transact-SQL 語句生成的磁盤活動量的信息

SET STATISTICS IO OFF

--顯示[返回有關語句執(zhí)行情況的詳細信息，并估計語句對資源的需求]

SET SHOWPLAN_ALL  ON

--關閉[返回有關語句執(zhí)行情況的詳細信息，并估計語句對資源的需求]

SET SHOWPLAN_ALL  OFF

---------------------------------------------------------------------------

請記?。?/SPAN>SET STATISTICS IO 和 SET SHOWPLAN_ALL 是互斥的。

OK，現(xiàn)在開始：

首先，我們插入100條數(shù)據(jù)

然后我寫了一個查詢語句：

SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID='ABCDE6EF'

選中以上語句，按Ctrl+L，如下圖

這就是MSSQL的執(zhí)行計劃：表掃描：掃描表中的行

然后我們來看該語句對IO的讀寫：

執(zhí)行:SET STATISTICS IO ON

此時再執(zhí)行該SQL:SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID='ABCDE6EF'

切換到消失欄顯示如下：

表'T_UserInfo'。掃描計數(shù)1，邏輯讀1 次，物理讀0 次，預讀0 次。

解釋下其意思：

四個值分別為：

    執(zhí)行的掃描次數(shù);

    從數(shù)據(jù)緩存讀取的頁數(shù);

    從磁盤讀取的頁數(shù);

    為進行查詢而放入緩存的頁數(shù)

重要：如果對于一個SQL查詢有多種寫法，那么這四個值中的邏輯讀(logical reads)決定了哪個是最優(yōu)化的。

接下來我們?yōu)槠浣ㄒ粋€聚集索引

執(zhí)行CREATE CLUSTERED INDEX INDEX_Userid  ON T_UserInfo (Userid)

然后再執(zhí)行SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID='ABCDE6EF'

切換到消息欄如下顯示：

表'T_UserInfo'。掃描計數(shù)1，邏輯讀2 次，物理讀0 次，預讀0 次。

此時邏輯讀由原來的1變成2，

說明我們又加了一個索引頁，現(xiàn)在我們查詢時，邏輯讀就是要讀兩頁(1索引頁+1數(shù)據(jù)頁)，此時的效率還不如不建索引。

此時再選中查詢語句，然后再Ctrl+L，如下圖:

聚集索引查找：掃描聚集索引中特定范圍的行

說明，此時用了索引。

OK,到這里你應該已經(jīng)知道初步知道MSSQL查詢計劃和如何查看對IO的讀取消耗了吧！

接下來我們繼續(xù)：

現(xiàn)在我再把測試數(shù)據(jù)改變成1000條

再執(zhí)行SET STATISTICS IO ON,再執(zhí)行

SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID='ABCDE6EF'

在不加聚集索引的情況下：

表'T_UserInfo'。掃描計數(shù)1，邏輯讀7 次，物理讀0 次，預讀0 次。

在加聚集索引的情況下：CREATE CLUSTERED INDEX INDEX_Userid  ON T_UserInfo (Userid)

表'T_UserInfo'。掃描計數(shù)1，邏輯讀2 次，物理讀0 次，預讀0 次。

(其實也就是說此時是讀了一個索引頁，一個數(shù)據(jù)頁)

如此，在數(shù)據(jù)量稍大時，索引的查詢優(yōu)勢就顯示出來了。

先小總結下：

當你構建SQL語句時，按Ctrl+L就可以看到語句是如何執(zhí)行，是用索引掃描還是表掃描？

通過SET STATISTICS IO ON 來查看邏輯讀，完成同一功能的不同SQL語句，邏輯讀

越小查詢速度越快(當然不要找那個只有幾百條記錄的例子來反我)。

我們再繼續(xù)深入：

OK，現(xiàn)在我們再來看一次，我們換個SQL語句，來看下MSSQL如何來執(zhí)行的此SQL呢？

現(xiàn)在去掉索引：DROP INDEX T_UserInfo.INDEX_Userid

現(xiàn)在打開[顯示語句執(zhí)行情況的詳細信息]：SET SHOWPLAN_ALL  ON

然后再執(zhí)行：SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID LIKE 'ABCDE8%'

看結果欄：結果中有些具體參數(shù)，比如IO的消耗，CPU的消耗。

在這里我們只看StmtText:

SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID LIKE 'ABCDE8%'

  |--Table Scan(OBJECT:([student].[dbo].[T_UserInfo]), WHERE:(like([T_UserInfo].[Userid], 'ABCDE8%', NULL)))

Ctrl+L看下此時的圖行執(zhí)行計劃：

我再加上索引：

先關閉：SET SHOWPLAN_ALL OFF

再執(zhí)行：CREATE CLUSTERED INDEX INDEX_Userid  ON T_UserInfo (Userid)

再開啟：SET SHOWPLAN_ALL ON

再執(zhí)行：SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID LIKE 'ABCDE8%'

查看StmtText:

SELECT * FROM T_UserInfo WHERE USERID LIKE 'ABCDE8%'

  |--Clustered Index Seek(OBJECT:([student].[dbo].[T_UserInfo].[INDEX_Userid]), SEEK:([T_UserInfo].[Userid] >= 'ABCDE8' AND [T_UserInfo].[Userid] 'ABCDE9'),  WHERE:(like([T_UserInfo].[Userid], 'ABCDE8%', NULL)) ORDERED FORWARD)Ctrl+L看下此時的圖行執(zhí)行計劃：

Ctrl+L看下此時的圖行執(zhí)行計劃：

在有索引的情況下，我們再寫一個SQL：

SET SHOWPLAN_ALL ON

SELECT * FROM T_UserInfo WHERE LEFT(USERID,4)='ABCDE8%'

查看StmtText:

SELECT * FROM T_UserInfo WHERE LEFT(USERID,4)='ABCDE8%'

  |--Clustered Index Scan(OBJECT:([student].[dbo].[T_UserInfo].[INDEX_Userid]), WHERE:(substring([T_UserInfo].[Userid], 1, 4)='ABCDE8%'))

Ctrl+L看下此時的圖行執(zhí)行計劃：

我們再分別看一下三種情況下對IO的操作

分別如下：

第一種情況：表'T_UserInfo'。掃描計數(shù)1，邏輯讀7 次，物理讀0 次，預讀0 次。

第二種情況：表'T_UserInfo'。掃描計數(shù)1，邏輯讀3 次，物理讀0 次，預讀0 次。

第三種情況：表'T_UserInfo'。掃描計數(shù)1，邏輯讀8 次，物理讀0 次，預讀0 次。

這說明:

第一次是表掃描，掃了7頁，也就是全表掃描

第二次是索引掃描，掃了1頁索引，2頁數(shù)據(jù)頁

第三次是索引掃描+表掃描，掃了1頁索引，7頁數(shù)據(jù)頁

[圖形界面也有對CPU和IO的消耗，也可以看出來哪個最優(yōu)!] 

通過比較，嘿嘿，很容易的看出：第二種第三種寫法在都有索引的情況下，like有效的使用索引，而left則不能，這樣一個最簡單的優(yōu)化的例子就出來了，哈哈。

 如果以上你都明白了，那么你可能已經(jīng)對SQL的優(yōu)化有初步新的想法了，網(wǎng)上一堆堆的SQL優(yōu)化的文章真的是那樣嗎？你自己試試就知道了，而不必盲目去記那些東西，自己試試，看看MSSQL到底是怎么來執(zhí)行就明白了。

在我舉的例子中，用的是聚集索引掃描，字段是字母加數(shù)字，大家可以試試看純數(shù)字的、字母的、漢字的等等，了解下MMSQL會如何改變SQL語句來利用索引。然后再試試非聚集索引是什么情況？用不用索引和什么有關？子查詢MSSQL是如何執(zhí)行？IN用不用索引，LIKE用不用索引？函數(shù)用不用索引？OR、AND、UNION？子查詢呢？在這里我不一一去試給大家看了，只要知道了如何去看MSSQL的執(zhí)行計劃（圖形和文本)，很多事情就很明朗了。

大總結：

實現(xiàn)同一查詢功能的SQL寫法可能會有多種，如果判斷哪種最優(yōu)化，如果僅僅是從時間上來測，會受很多外界因素的影響，而我們明白了MSSQL如何去執(zhí)行，通過IO邏輯讀、通過查看圖示的查詢計劃、通過其優(yōu)化后而執(zhí)行的SQL語句，才是優(yōu)化SQL的真正途徑。

另外提醒下：數(shù)據(jù)量的多少有時會影響MSSQL對同一種查詢寫法語句的執(zhí)行計劃，這一點在非聚集索引上特別明顯，還有就是在多CPU與單CPU下，在多用戶并發(fā)情況下，同一寫法的查詢語句執(zhí)行計劃會有所不同，這個就需要大家有機會去試驗了(我也沒有這方面的太多經(jīng)驗與大家分享)。

先寫這些吧，由于我對MSSQL認識還很淺薄，如有不對的地方，還請指正。