GroupData群数据库的还原与优化

一、背景

　　这个数据库的数据文件mdf大概有83G左右，当还原数据库之后感觉可以做很多性能方面上的调优，合并数据后mdf数据文件大概有59G左右，行压缩后mdf数据文件大概有39G左右，页压缩后mdf数据文件大概有34G左右，这里处于技术研究的目的，讲讲研究的成果分析，不用于商业目的；

二、优化项

我们可以从下面4个不同的方面来优化这两个数据库：

（一）对表进行分区；

（二）创建合适表索引；

（三）使用行压缩，压缩行数据；

（四）重新设计表结构，优化表空间；

三、附加数据库

　　1．先把11个GroupData（群与成员的关系）数据库附加到数据库，下面的导入SQL语句在原来的基础上做了些修改：统一数据库名，这样做的好处就是后面做处理的时候方便按照顺序执行数据库；

--附加数据库
EXEC sp_attach_db "GroupData01", "D:DBBackupQunDataGroupData1_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData02", "D:DBBackupQunDataGroupData2_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData03", "D:DBBackupQunDataGroupData3_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData04", "D:DBBackupQunDataGroupData4_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData05", "D:DBBackupQunDataGroupData5_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData06", "D:DBBackupQunDataGroupData6_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData07", "D:DBBackupQunDataGroupData7_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData08", "D:DBBackupQunDataGroupData8_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData09", "D:DBBackupQunDataGroupData9_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData10", "D:DBBackupQunDataGroupData10_Data.MDF"
EXEC sp_attach_db "GroupData11", 
"D:DBBackupQunDataGroupData11_Data.MDF"

四、合并数据库

　　2．修改各个数据库中表的名字：把Group1统一修改为Group01这样格式的，这样做的好处就是在合并数据的时候读取到的数据库的数据是按照顺序插入到表中的，不会造成数据页的拆分；

--格式化表名
USE GroupData01
GO

exec sp_rename 'Group1','Group01'
exec sp_rename 'Group2','Group02'
exec sp_rename 'Group3','Group03'
exec sp_rename 'Group4','Group04'
exec sp_rename 'Group5','Group05'
exec sp_rename 'Group6','Group06'
exec sp_rename 'Group7','Group07'
exec sp_rename 'Group8','Group08'
exec sp_rename 'Group9','Group09'

　　3．创建一个名为GroupData的数据库，设置数据库为简单恢复模式；

　　4．在GroupData数据库中创建一个临时表：tables，用来保存所有的数据库与表的信息，提供数据库合并用；

--创建临时表
CREATE TABLE [GroupData].[dbo].[tables](
    [db_name] [sysname] NULL,
    [table_name] [sysname] NULL,
    [status] [bit] default 0
) ON [PRIMARY]

select db_name,table_name,status from [GroupData].[dbo].[tables]

--生成数据库名称与表名称的对应列表
EXEC sp_MSForEachDB 'USE [?];
    --插入表信息
    INSERT INTO [GroupData].[dbo].[tables]([table_name])
        SELECT name from [?].sys.tables where name like ''Group%'' order by name
    --更新数据库名称
    UPDATE [GroupData].[dbo].[tables] SET [db_name] = ''?'' WHERE [db_name] IS NULL'

五、优化数据库

　　5．经过评估，11个GroupData数据库的Group表数据的总和大概有15亿，Group表中QunNum（群号）字段的最大值为100219998（可以通过QunInfo11数据库的QunList110表查询到：SELECT MAX(QunNum) FROM [QunInfo11].[dbo].[QunList110]），从业务的角度，可能需要查询某群的信息，所以这里就以QunNum作为分区，每5百万个群作为一个分区，这样计算那就需要21个文件组，假设群成员都比较平均的话，那每个文件组里面就保存了大概7千万左右的群成员关系；

　　6．下面是一个创建分区脚本的SQL脚本，执行下面的SQL会生成一个新的脚本，执行那个脚本就可以创建21个文件组、分区函数和分区方案；

--生成分区脚本
DECLARE @DataBaseName NVARCHAR(50)--数据库名称
DECLARE @TableName NVARCHAR(50)--表名称
DECLARE @ColumnName NVARCHAR(50)--字段名称
DECLARE @PartNumber INT--分区最大编号
DECLARE @PartNumberBegin INT--分区编号开始值
DECLARE @PartNumberBeginTemp INT--分区编号开始值临时值
DECLARE @PartNumberStr NVARCHAR(50)--分区值字符串
DECLARE @Location NVARCHAR(50)--保存分区文件的路径
DECLARE @Size NVARCHAR(50)--分区初始化大小
DECLARE @FileGrowth NVARCHAR(50)--分区文件增量
DECLARE @FunValue INT--分区分段值增量
DECLARE @FunValueBegin INT--分区分段值开始值
DECLARE @i INT--临时变量
DECLARE @sql NVARCHAR(max)

--设置下面变量
SET @DataBaseName = 'GroupData'
SET @TableName = 'Group'
SET @ColumnName = 'QunNum'
SET @PartNumber = 21
SET @PartNumberBegin = 1
SET @Location = 'D:DBBackupFG_Group'
SET @Size = '4096MB'
SET @FileGrowth = '1024MB'
SET @FunValueBegin = 5000000
SET @FunValue = 5000000

SET @sql = 'USE ['+@DataBaseName +']
GO'
PRINT @sql + CHAR(13)

--1.创建文件组
SET @i = 1
SET @PartNumberBeginTemp = @PartNumberBegin
PRINT '--1.创建文件组'
WHILE @i <= @PartNumber
BEGIN
    SET @PartNumberStr =  RIGHT('0' + CONVERT(NVARCHAR,@PartNumberBeginTemp),2)
    SET @sql = 'ALTER DATABASE ['+@DataBaseName +']
ADD FILEGROUP [FG_'+@TableName+'_'+@ColumnName+'_'+@PartNumberStr+']'
    PRINT @sql + CHAR(13)
    SET @i=@i+1
    SET @PartNumberBeginTemp = @PartNumberBeginTemp+1
END

--2.创建文件
SET @i = 1
SET @PartNumberBeginTemp = @PartNumberBegin
PRINT CHAR(13)+'--2.创建文件'
WHILE @i <= @PartNumber
BEGIN
    SET @PartNumberStr =  RIGHT('0' + CONVERT(NVARCHAR,@PartNumberBeginTemp),2)
    SET @sql = 'ALTER DATABASE ['+@DataBaseName +']
ADD FILE
(NAME = N''FG_'+@TableName+'_'+@ColumnName+'_'+@PartNumberStr+'_data'',FILENAME = N'''+@Location+'FG_'+@TableName+'_'+@ColumnName+'_'+@PartNumberStr+'_data.ndf'',SIZE = '+@Size+', FILEGROWTH = '+@FileGrowth+' )
TO FILEGROUP [FG_'+@TableName+'_'+@ColumnName+'_'+@PartNumberStr+'];'
    PRINT @sql + CHAR(13)
    SET @i=@i+1
    SET @PartNumberBeginTemp = @PartNumberBeginTemp+1
END


--3.创建分区函数
PRINT CHAR(13)+'--3.创建分区函数'
DECLARE @FunValueStr NVARCHAR(MAX)
DECLARE @PNB INT
SET @i = 1
SET @PNB = 1
SET @FunValueStr = convert(NVARCHAR(50),@FunValueBegin) + ','
WHILE @i < @PartNumber-1
BEGIN
    SET @FunValueStr = @FunValueStr + convert(NVARCHAR(50),(@FunValueBegin+@PNB*@FunValue)) + ','
    SET @i=@i+1
    SET @PNB=@PNB+1
END
SET @FunValueStr = substring(@FunValueStr,1,len(@FunValueStr)-1)
SET @sql = 'CREATE PARTITION FUNCTION
[Fun_'+@TableName+'_'+@ColumnName+'](INT) AS
RANGE RIGHT
FOR VALUES('+@FunValueStr+')'
PRINT @sql + CHAR(13)


--4.创建分区方案
PRINT CHAR(13)+'--4.创建分区方案'
DECLARE @FileGroupStr NVARCHAR(MAX) 
SET @i = 1
SET @PartNumberBeginTemp = @PartNumberBegin
SET @FileGroupStr = ''
WHILE @i <= @PartNumber
BEGIN
    SET @PartNumberStr =  RIGHT('0' + CONVERT(NVARCHAR,@PartNumberBeginTemp),2)
    SET @FileGroupStr = @FileGroupStr + '[FG_'+@TableName+'_'+@ColumnName+'_'+@PartNumberStr+'],'
    SET @i=@i+1
    SET @PartNumberBeginTemp = @PartNumberBeginTemp+1
END
SET @FileGroupStr = substring(@FileGroupStr,1,len(@FileGroupStr)-1)
SET @sql = 'CREATE PARTITION SCHEME
[Sch_'+@TableName+'_'+@ColumnName+'] AS
PARTITION [Fun_'+@TableName+'_'+@ColumnName+']
TO('+@FileGroupStr+')'
PRINT @sql + CHAR(13)


--5.分区函数的记录数
PRINT CHAR(13)+'--5.分区函数的记录数'
SET @sql = 'SELECT $PARTITION.[Fun_'+@TableName+'_'+@ColumnName+']('+@ColumnName+') AS Partition_num,
  MIN('+@ColumnName+') AS Min_value,MAX('+@ColumnName+') AS Max_value,COUNT(1) AS Record_num
FROM dbo.['+@TableName+']
GROUP BY $PARTITION.[Fun_'+@TableName+'_'+@ColumnName+']('+@ColumnName+')
ORDER BY $PARTITION.[Fun_'+@TableName+'_'+@ColumnName+']('+@ColumnName+');'
PRINT @sql + CHAR(13)

　　7．下面重新对Group表进行设计，涉及的内容如下：

1) 在GroupData数据库中创建分区表Group，这里已经把原表的ID字段去掉了，这个字段并没有太大的意义；

2) 以[QunNum]和[QQNum]作为聚集索引，而且是唯一的，这个需要开启IGNORE_DUP_KEY = ON选项，这样才可以在批量插入的时候忽略重复值；

3) 对原表[Age]、[Gender]、[Auth]3个字段的数据类型进行了修改，减少占用的空间，

4) 使用刚刚创建好的分区方案，之后创建的索引进行索引对齐；

5) 对表使用行压缩，减少数据库占用空间；

6) 对表进行页压缩会更节省空间？

--创建优化后的Group表
CREATE TABLE [dbo].[Group](
    [QunNum] [int] NOT NULL,
    [QQNum] [int] NOT NULL,
    [Nick] [varchar](20) NULL,
    [Age] [tinyint] NULL,
    [Gender] [tinyint] NULL,
    [Auth] [tinyint] NULL,
 CONSTRAINT [PK_Group] PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
    [QunNum] ASC,
    [QQNum] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, IGNORE_DUP_KEY = ON, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON, DATA_COMPRESSION = ROW) ON [Sch_Group_QunNum]([QunNum])
) ON [Sch_Group_QunNum]([QunNum])
GO

（Figure：GroupData原表结构）

（Figure：GroupData新表结构）

　　8．把11个数据库都合并到新创建的GroupData的Group表中；

--合并数据
DECLARE @tablename sysname
DECLARE @dbname sysname
DECLARE @sql NVARCHAR(max)

--游标
DECLARE @itemCur CURSOR
SET @itemCur = CURSOR FOR 
    SELECT db_name,table_name from [GroupData].[dbo].[tables]

OPEN @itemCur
FETCH NEXT FROM @itemCur INTO @dbname,@tablename
WHILE @@FETCH_STATUS=0

BEGIN
    
    SET @sql = '
INSERT INTO [GroupData].[dbo].[Group]
           ([QunNum]
           ,[QQNum]
           ,[Nick]
           ,[Age]
           ,[Gender]
           ,[Auth])
    SELECT [QunNum]
           ,[QQNum]
           ,[Nick]
           ,[Age]
           ,[Gender]
           ,[Auth]
    FROM ['+@dbname+'].[dbo].['+@tablename+']'
  
    EXEC(@sql)
    
    UPDATE [GroupData].[dbo].[tables] SET status = 1 WHERE db_name = @dbname AND table_name = @tablename
    
    --返回SQL
    PRINT(@sql)PRINT('GO')+CHAR(13)

    FETCH NEXT FROM @itemCur INTO @dbname,@tablename
END 

CLOSE @itemCur
DEALLOCATE @itemCur

　　9．为Group表的QQNum字段创建一个索引，这个索引在进行表联接的时候会用到；

--索引行压缩
CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_Group_QQNum] ON [dbo].[Group] 
(
    [QQNum] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, SORT_IN_TEMPDB = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, DROP_EXISTING = OFF, ONLINE = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON, DATA_COMPRESSION = ROW) ON [Sch_Group_QunNum]([QunNum])
GO

（Figure：GroupData表分区记录数）

（Figure：GroupData数据行压缩前）

（Figure：GroupData数据行压缩后）

（Figure：GroupData数据页压缩后）

（Figure：GroupData索引行压缩前）

（Figure：GroupData索引行压缩后）

怎么行压缩后索引的占用空间比压缩前的还要大呢？

--索引页压缩
CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_Group_QQNum] ON [dbo].[Group] 
(
    [QQNum] ASC
)WITH (PAD_INDEX  = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE  = OFF, SORT_IN_TEMPDB = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, DROP_EXISTING = OFF, ONLINE = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS  = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS  = ON, DATA_COMPRESSION = PAGE) ON [Sch_Group_QunNum]([QunNum])
GO

（Figure：GroupData索引页压缩后）

怎么页压缩后索引的占用空间比压缩前的还要大呢？