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  • SQL Server 数据库查询性能优化询(不涉及表结构变动情况)

     一、返回需要的数据

     返回数据到客户端至少需要数据库提取数据、网络传输数据、客户端接收数据以及客户端处理数据等环节,如果返回不需要的数据,就会增加服务器、网络和客户端的无效劳动,其害处是显而易见的

     二、获取语句耗费资源

    1. 查看执行时间和cpu

    set statistics time on
    select * from SYSOBJECTS
    set statistics time off

    执行后在消息里可以看到

    2. 查看查询对I/O的操作情况

    set statistics io on
    select * from SYSOBJECTS
    set statistics io off

    执行之后的结果:

    扫描计数:索引和表执行次数

    逻辑读取:数据缓存中读取的页数

    物理读取:从磁盘中读取的页数

    预读:查询过程中,从磁盘放入缓存的页数

    lob逻辑读取:从数据缓存中读取image、text、ntext或大型数据的页数

    lob物理读取:从磁盘中读取image、text、ntext或大型数据的页数

    lob预读:查询过程中,从磁盘放入缓存的image、text、ntext或大型数据的页数

    如果物理读取次数和预计次数比较多,可以使用索引进行优化。


    三、语句优化经验摘要

    1、创建适当的索引

    每当为一个表添加一个合适的索引时,select会更快,可insert和delete却大大变慢,因为创建了维护索引需要许多额外的工作。但建立索引后,并不是每个查询都会使用索引,在使用索引的情况下,索引的使用效率也会有很大的差别。只要我们在查询语句中没有强制指定索引,索引的选择和使用方法是SQLSERVER的优化器自动作的选择,而它选择的根据是查询语句的条件以及相关表的统计信息,这就要求我们在写SQL语句的时候尽量使得优化器可以使用索引。为了使得优化器能高效使用索引,写语句的时候应该注意:

    (1)在条件表达式的左则对字段进行运算(如采用运函数处理的)可能导致索引无效 

    (2)条件内包括了多个本表的字段运算时不能进行索引 

    (3)多表连接的连接条件对索引的选择有着重要的意义,所以我们在写连接条件条件的时候需要特别注意。

      A、多表连接的时候,连接条件必须写全,宁可重复,不要缺漏。

      B、连接条件尽量使用聚集索引

      C、注意ON、WHERE和HAVING部分条件的区别

      ON是最先执行, WHERE次之,HAVING最后,因为ON是先把不符合条件的记录过滤后才进行统计,它就可以减少中间运算要处理的数据,按理说应该速度是最快 的,WHERE也应该比 HAVING快点的,因为它过滤数据后才进行SUM,在两个表联接时才用ON的,所以在一个表的时候,就剩下WHERE跟HAVING比较了

    考虑联接优先顺序:

    INNER JOIN

    LEFT JOIN (注:RIGHT JOIN 用 LEFT JOIN 替代)

    CROSS JOIN

    2、使用事务,小心死锁 

    对于一些耗时的操作,使用事务可以达到很好的优化效果。 但要同时小心按照一定的次序来访问你的表。如果你先锁住表A,再锁住表B,那么在所有的存储过程中都要按照这个顺序来锁定它们。 如果某个存储过程先锁定表B,再锁定表A,这可能会导致一个死锁。

    3、注意临时表和表变量的用法

    在复杂系统中,临时表和表变量很难避免,关于临时表和表变量的用法,需要注意:

    A、如果语句很复杂,连接太多,可以考虑用临时表和表变量分步完成。

    B、如果需要多次用到一个大表的同一部分数据,考虑用临时表和表变量暂存这部分数据。

    C、如果需要综合多个表的数据,形成一个结果,可以考虑用临时表和表变量分步汇总这多个表的数据。

    D、其他情况下,应该控制临时表和表变量的使用。

    E、关于临时表和表变量的选择,很多说法是表变量在内存,速度快,应该首选表变量,但是在实际使用中发现,

    (1)主要考虑需要放在临时表的数据量,在数据量较多的情况下,临时表的速度反而更快。

    (2)执行时间段与预计执行时间(多长)

    F、关于临时表产生使用SELECT INTO和CREATE TABLE + INSERT INTO的选择,一般情况下,

    SELECT INTO会比CREATE TABLE + INSERT INTO的方法快很多,

    但是SELECT INTO会锁定TEMPDB的系统表SYSOBJECTS、SYSINDEXES、SYSCOLUMNS,在多用户并发环境下,容易阻塞其他进程,

    所以我的建议是,在并发系统中,尽量使用CREATE TABLE + INSERT INTO,而大数据量的单个语句使用中,使用SELECT INTO。

    4、子查询的用法。 

    子查询是一个 SELECT 查询,它嵌套在 SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE 语句或其它子查询中。

    任何允许使用表达式的地方都可以使用子查询,子查询可以使我们的编程灵活多样,可以用来实现一些特殊的功能。但是在性能上,往往一个不合适的子查询用法会形成一个性能瓶颈。如果子查询的条件中使用了其外层的表的字段,这种子查询就叫作相关子查询。

    1) 相关子查询可以用IN、NOT IN、EXISTS、NOT EXISTS引入。 关于相关子查询,应该注意:

    A、NOT IN、NOT EXISTS的相关子查询可以改用LEFT JOIN代替写法。比如:

    原代码:
    SELECT PUB_NAME
    FROM PUBLISHERS WHERE PUB_ID NOT IN (SELECT PUB_ID FROM TITLES WHERE TYPE = 'BUSINESS')

    可以改写成:

    SELECT A.PUB_NAME
    FROM PUBLISHERS A LEFT JOIN TITLES B ON B.TYPE = 'BUSINESS' AND A.PUB_ID=B. PUB_ID WHERE B.PUB_ID IS NULL

    原代码:

    SELECT TITLE FROM TITLES
    WHERE NOT EXISTS
    (SELECT TITLE_ID FROM SALES
    WHERE TITLE_ID = TITLES.TITLE_ID)

    可以改写成:

    SELECT TITLE
    FROM TITLES LEFT JOIN SALES
    ON SALES.TITLE_ID = TITLES.TITLE_ID
    WHERE SALES.TITLE_ID IS NULL

    B、 如果保证子查询没有重复 ,IN、EXISTS的相关子查询可以用INNER JOIN 代替。比如:

    原代码:
    SELECT PUB_NAME
    FROM PUBLISHERS
    WHERE PUB_ID IN
    (SELECT PUB_ID
    FROM TITLES
    WHERE TYPE = 'BUSINESS')

    可以改写成:

    SELECT A.PUB_NAME --SELECT DISTINCT A.PUB_NAME
    FROM PUBLISHERS A INNER JOIN TITLES B
    ON B.TYPE = 'BUSINESS' AND
    A.PUB_ID=B. PUB_ID

    C、 IN的相关子查询用EXISTS代替,比如

    原代码:
    SELECT PUB_NAME FROM PUBLISHERS
    WHERE PUB_ID IN
    (SELECT PUB_ID FROM TITLES WHERE TYPE = 'BUSINESS')

    可以用下面语句代替:

    SELECT PUB_NAME FROM PUBLISHERS WHERE EXISTS
    (SELECT 1 FROM TITLES WHERE TYPE = 'BUSINESS' AND
    PUB_ID= PUBLISHERS.PUB_ID)

    D、不要用COUNT(*)的子查询判断是否存在记录,最好用LEFT JOIN或者EXISTS

    原代码:
    SELECT JOB_DESC FROM JOBS
    WHERE (SELECT COUNT(*) FROM EMPLOYEE WHERE JOB_ID=JOBS.JOB_ID)=0

    应该改成:

    SELECT JOBS.JOB_DESC FROM JOBS LEFT JOIN EMPLOYEE
    ON EMPLOYEE.JOB_ID=JOBS.JOB_ID
    WHERE EMPLOYEE.EMP_ID IS NULL

    原代码:

    SELECT JOB_DESC FROM JOBS
    WHERE (SELECT COUNT(*) FROM EMPLOYEE WHERE JOB_ID=JOBS.JOB_ID)<>0

    应该改成:


    SELECT JOB_DESC FROM JOBS
    WHERE EXISTS (SELECT 1 FROM EMPLOYEE WHERE JOB_ID=JOBS.JOB_ID)

    5、 尽量少做重复的工作

    A、控制同一语句的多次执行,特别是一些基础数据的多次执行是很多程序员很少注意的。

    B、减少多次的数据转换,也许需要数据转换是设计的问题,但是减少次数是程序员可以做到的。

    C、杜绝不必要的子查询和连接表,子查询在执行计划一般解释成外连接,多余的连接表带来额外的开销。

    D、合并对同一表同一条件的多次UPDATE,比如

    UPDATE EMPLOYEE SET FNAME='HAIWER'
    WHERE EMP_ID=' VPA30890F'

    UPDATE EMPLOYEE SET LNAME='YANG'


    WHERE EMP_ID=' VPA30890F'

    这两个语句应该合并成以下一个语句

    UPDATE EMPLOYEE
    SET FNAME='HAIWER',LNAME='YANG' WHERE EMP_ID=' VPA30890F'
    E、UPDATE操作不要拆成DELETE操作+INSERT操作的形式,虽然功能相同,但是性能差别是很大的。

    6、使用游标不仅占用内存,而且还用不可思议的方式锁定表,一般情况建议不要使用它,因为它有可能使DBA所能做的一切性能优化等于没做。

       游标里每执行一次fetch就等于执行一次select。

       不要打开大的数据集时,

       不要使用服务器端游标,与服务器端游标比起来,客户端游标可以减少服务器和网络的系统开销,并且还减少锁定时间。 

    7、不要忽略同时修改同一记录的问题

    有时候,两个用户会同时修改同一记录,这样,后一个修改者修改了前一个修改者的操作,某些更新就会丢失。处理这种情况,创建一个timestamp字段,在写入前检查它,如果允许,就合并修改,如果存在冲突,提示用户。

    8、尽量不要使用text数据类型 

    除非使用text处理一个很大的数据,否则不要使用它。因为它不易于查询,速度慢,用的不好还会浪费大量的空间。一般varchar可以更好的处理数据。 


    四、部分可以参考实践用例

    1、避免在索引列上使用计算  

    where子句中,如果索引列是函数的一部分,优化器将不使用索引而使用全表扫描。例如: 

    (低效)select ... from [dept] where [sal]*12>25000; 

    (高效)select ... from [dept] where [sal]>25000/12;

    2、不同类型的索引效能是不一样的,应尽可能先使用效能高的

    数字类型的索引查找效率高于字符串类型,定长字符串char、nchar的索引效率高于变长字符串varchar、nvarchar的索引。

    (低效)select ... from tableName where username='张三' and age>=21

    (高效)select ... from tableName where age>=21 and username='张三'

     

    3、不要使用select * ;建议在SQL语句中连接多个表时, 使用表的别名并把别名前缀于每个Column上,这样可以减少解析的时间、减少那些由Column歧义引起的语法错误,合理写WHERE子句,不要写没有用途的WHERE的SQL语句;

     没有WHERE条件的情况下用SELECT TOP N *替代条件已经减少返加数据量。

    在select中指定所需要的列,将带来的好处: 

    (1)减少内存耗费和网络的带宽 

    (2)更安全

    (3)给查询优化器机会从索引读取所有需要的列

    4、使用参数查询 

    主要是防止SQL注入,提高安全性。 

    5、使用exists或not exists代替in或not in 

    (高效)select * from [emp] where [empno]>0 and exists (select 'X' from [dept] where [dept].[deptno]=[emp].[deptno] and [loc]='MELB');

    (低效)select * from [emp] where [empno]>0 and [deptno] in (select [deptno] from [dept] where [loc]='MELB');

    6、is null或is not null操作

    判断字段是否为空一般是不会应用索引的,因为索引不索引空值。不能用null作索引,任何包含null值的列都将不会被包含在索引中。也就是说如果某列存在空值,即使对该列建索引也不会提高性能。任何在where子句中使用is null或is not null的语句优化器都不允许使用索引。 

    推荐方案:用其他相同功能的操作运算代替,如:a is not null改为a>0或a>''等。 

    7、<及>操作 

    大于或小于一般情况不用调整,因为它有索引就会采用索引查找,但有的情况下可以对它进行优化。如一个表有100万记录,那么执行>2与>=3的效果就有很大区别了。

    (低效)select * from [emp] where [deptno]>2;

    (高效)select * from [emp] where [deptno]>=3;

    8、like操作 

    like操作可以应用通配符查询,里面的通配符组合可能达到几乎是任意的查询,但是如果用不好则会产生性能上的问题,如lide '%5400%' 这种查询不会引用索引,而like 'X5400%' 则会引用范围索引。

    9、where后面的条件顺序影响 

    where子句后面的条件顺序对大数据量表的查询会产生直接的影响。如:

    select * from zl_yhjbqk where dy_dj='1KV以下' and xh_bz=1; 

    select * from zl_yhjbqk where dy_dj=1 and dy_dj='1KV以下'; 

    以上两个查询,两个字段都没进行索引,所以执行的时候都是全表扫描,第一条SQL的dy_dj='1KV以下'条件在记录集内比率为99%,而xh_bz=1的比率只为0.5%,在进行第一条SQL的时候99%条记录都进行dy_dj及xh_bz的比较。而在进行第二条SQL的时候0.5%条记录都进行dy_dj及xh_bz的比较,以此可以得出第二条SQL的CPU占用率明显比第一条低。 

    10、用union替换or(适用于索引列) 

    通常情况下,用union替换where子句中的or将会起到较好的效果。对索引列使用or将造成全表扫描。注意:这个规则只针对多个索引列有效。如果有column没有被索引,查询效率可能会因为你没有选择or而降低。下面的例子中loc_id和region上都有建索引。

    (低效)select loc_id,loc_desc,begion from location where loc_id=10 or begion='MELBOURNE'; 

    (高效)select loc_id,loc_desc,begion from location where loc_id=10

                union

               select loc_id,loc_desc_begion from location where begion='MELBOURNE'; 

    11、优化group by 

    提高group by语句的效率,可以通过将不需要的记录在group by之前过滤掉。

    (低效)select [job],avg([sal]) from [emp] group by [job] having job='PRESIDENT' or job='MANAGER'; 

    (高效)select [job],avg([sal]) from [emp] where [job]='PRESIDENT' or job='MANAGER' group by [job];

    12、使用存储过程 

    可以考虑使用存储过程封装那些复杂的SQL语句或业务逻辑,这样有几个好处:

    (1)存储过程的执行计划可以被缓存在内存中较长的时间,减少了重新编译的时间。

    (2)存储过程减少了客户端和服务器的繁复交互。 

    (3)如果程序发布后需要做某些改变你可以直接修改存储过程而不用修改程序,避免需要重新安装部署程序。  

    13、用sp_configure 'query governor cost limit'或者SET QUERY_GOVERNOR_COST_LIMIT来限制查询消耗的资源。当评估查询消耗的资源超出限制时,服务器自动取消查询,在查询之前就扼杀掉。SET LOCKTIME设置锁的时间。

    14、使用select top或set rowcount来限制操作的行。

    15、如果使用了in或or等时发现查询没有走索引,使用显式申明指定索引: SELECT * FROM PersonMember (INDEX = IX_Title) WHERE processid IN ('男','女')。

    16、如果要插入大的二进制值到Image列,使用存储过程,千万不要用内嵌insert来插入(不知JAVA是否)。因为这样应用程序首先将二进制值转换成字符串(尺寸是它的两倍),服务器受到字符后又将他转换成二进制值。存储过程就没有这些动作: 方法:Create procedure p_insert as insert into table(Fimage) values (@image), 在前台调用这个存储过程传入二进制参数,这样处理速度明显改善。

    17、分析select emp_name form employee where salary>3000 在此语句中若salary是Float类型的,则优化器对其进行优化为Convert(float,3000),因为3000是个整数,我们应在编程时使用3000.0而不要等运行时让DBMS进行转化。同样字符和整型数据的转换。

     

    18、尽量避免在where子句中使用!=或<>操作符,否则将使引擎放弃使用索引而进行全表扫描。

    19、应考虑在where及order by涉及的列上建立索引。 

    20、尽量避免在where子句中对字段进行null值判断,否则将导致全表扫描。 

    21、就是避免在where子句中使用or来连接条件,否则将导致全表扫描。

    select id from t where num=10 or num=20  改写为

    select id from t  where num=10

    union all 

    select id from t where num=20 

    22、尽量避免使用前置百分号。

    select id from t where name like '%abc%' 

    23、in 和not in也要慎用,很多时候可以用exists和not exists,否则会导致全表扫描。

    24、如果在where子句中使用参数,也会导致全表扫描。 

    select id from t where num=@num  可以改为强制查询使用索引 

    select id from t with(index(索引名)) where num=@num 

    25、尽量避免在where子句中对字段进行表达式操作,否则将导致全表扫描。 

    select id from t where num/2=100  

    应改为: 

    select id from t where num=100*2 

    26、尽量避免在where子句中对字段进行函数操作,否则将导致全表扫描。

    select id from t where substring(name,1,3)='abc' 

    应改为: 

    select id from t where name like 'abc%' 

    27、并不是所有索引对查询都有效,SQL根据表中数据来进行查询优化,当索引列有大量数据重复时,SQL查询可能不会去利用索引。

    28、索引并不是越多越好,索引提交了select效率,但是降低了insert和update的效率。一个表的索引数最好不要超过6个。 

    29、利用set rowcount实现高性能的分页。

    复制代码
    复制代码
    Declare @ID int 
    Declare @MoveRecords int 
    
    --@CurrentPage和@PageSize是传入参数 
    Set @MoveRecords=@CurrentPage * @PageSize+1 
     
    --下面两行实现快速滚动到我们要取的数据的行,并把ID记录下来 
    Set Rowcount @MoveRecords 
    Select @ID=ID from Table1 Order by ID 
     
    Set Rowcount @PageSize 
    Select * From Table1 Where ID>=@ID Order By ID 
    Set Rowcount 0  
    复制代码
    复制代码

     

     
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