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  • 聚簇索引和非聚簇索引区别

    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区别?

       一: 深入浅出理解索引结构:

            把索引理解为一种特殊的目录。微软的SQL SERVER提供了两种索引:聚集索引(clustered index,也称聚类索引、簇集索引)和非聚集索引(nonclustered index,也称非聚类索引、非簇集索引)。下面,我们举例来说明一下聚集索引和非聚集索引的区别:  

            其实,我们的汉语字典的正文本身就是一个聚集索引。比如,我们要查"安"字,就会很自然地翻开字典的前几页,因为"安"的拼音是"an",而按照拼音排序 汉字的字典是以英文字母"a"开头并以"z"结尾的,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"开头的部分仍然找不到这个字,那么就 说明您的字典中没有这个字;同样的,如果查"张"字,那您也会将您的字典翻到最后部分,因为"张"的拼音是"zhang"。也就是说,字典的正文部分本身 就是一个目录,您不需要再去查其他目录来找到您需要找的内容。 

          我们把这种正文内容本身就是一种按照一定规则排列的目录称为"聚集索引"

         如果您认识某个字,您可以快速地从自动中查到这个字。但您也可能会遇到您不认识的字,不知道它的发音,这时候,您就不能按照刚才的方法找到您要查的字,而 需要去根据"偏旁部首"查到您要找的字,然后根据这个字后的页码直接翻到某页来找到您要找的字。但您结合"部首目录"和"检字表"而查到的字的排序并不是 真正的正文的排序方法,比如您查"张"字,我们可以看到在查部首之后的检字表中"张"的页码是672页,检字表中"张"的上面是"驰"字,但页码却是63 页,"张"的下面是"弩"字,页面是390页。很显然,这些字并不是真正的分别位于"张"字的上下方,现在您看到的连续的"驰、张、弩"三字实际上就是他 们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。我们可以通过这种方式来找到您所需要的字,但它需要两个过程,先找到目录中的结果,然后 再翻到您所需要的页码。

    我们把这种目录纯粹是目录,正文纯粹是正文的排序方式称为"非聚集索引"。

         二:如何使用聚集索引和非聚集索引

    每个表只能有一个聚集索引 ,因为目录只能按照一种方法进行排序。

         总结了何时使用聚集索引或非聚集索引(很重要)。

    动作描述                        使用聚集索引                       使用非聚集索引     
       

    列经常被分组排序              应                                       应     

    返回某范围内的数据          应                                       不应        

    一个或极少不同值           不应                                     不应     

    小数目的不同值                应                                       不应     

    大数目的不同值              不应                                      应     

    频繁更新的列                 不应                                      应     

    外键列                            应                                        应     

    主键列                            应                                        应     

    频繁修改索引列             不应                                       应    

      (三)结合实际,谈索引使用的误区   

      1、主键就是聚集索引   

          这种想法是极端错误的,是对聚集索引的一种浪费。虽然SQL SERVER默认是在主键上建立聚集索引的。    

          通常,我们会在每个表中都建立一个ID列,以区分每条数据,并且这个ID列是自动增大的,步长一般为1。我们的这个办公自动化的实例中的列Gid就是如 此。此时,如果我们将这个列设为主键,SQL SERVER会将此列默认为聚集索引。这样做有好处,就是可以让您的数据在数据库中按照ID进行物理排序      

         显而易见,聚集索引的优势是很明显的,而每个表中只能有一个聚集索引的规则,这使得聚集索引变得更加珍贵。   

         我们会在每个表中都建立一个ID列,以区分每条数据,并且这个ID列是自动增大的,步长一般为1。我们的这个办公自动化的实例中的列Gid就是如 此。此时,如果我们将这个列设为主键,SQL SERVER会将此列默认为聚集索引。这样做有好处,就是可以让您的数据在数据库中按照ID进行物理排序,我认为这样做意义不大。      

    (1)仅在主键上建立聚集索引,并且不划分时间段:      

    Select gid,fariqi,neibuyonghu,title from tgongwen  用时:128470毫秒(即:128秒)      

    (2)在主键上建立聚集索引,在fariq上建立非聚集索引:     

    select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where  fariqi> dateadd(day,-90,getdate())   用时:53763毫秒(54秒)      

    (3)将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()) 用时:2423毫秒(2秒)     

            特别是将聚集索引建立在日期列时的差异。事实上,如果您的数据库真的有1000万容量的话,把主键建立在ID列上,就像以上的第1、2种情况,在网页上的表现就是超时,根本就无法显示。这也是我摒弃ID列作为聚集索引的一个最重要的因素。

              得出以上速度的方法是:在各个select语句前加:declare @d datetime set @d=getdate()      

               并在select语句后加:     

              select [语句执行花费时间(毫秒)]=datediff(ms,@d,getdate())  

    2、只要建立索引就能显著提高查询速度     

          事实上,我们可以发现上面的例子中,第2、3条语句完全相同,且建立索引的字段也相同;不同的仅是前者在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,但查询速度却有着天壤之别。所以,并非是在任何字段上简单地建立索引就能提高查询速度。     

      建立聚集索引要求的:"既不能绝大多数都相同,又不能只有极少数相同"的规则

    3、把所有需要提高查询速度的字段都加进聚集索引,以提高查询速度  

         上面已经谈到:在进行数据查询时都离不开字段的是"日期"还有用户本身的"用户名"。既然这两个字段都是如此的重要,我们可以把他们合并起来,建立一个复合索引(compound index)。 

    看一下以下的查询速度(结果集都是25万条数据):(日期列fariqi首先排在复合聚集索引的起始列,用户名neibuyonghu排在后列)

    (1)select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where  fariqi>'2004-5-5'  查询速度:2513毫秒      

    (2)select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where  fariqi>'2004-5-5' and neibuyonghu='办公室'   查询速度:2516毫秒      

    (3)select gid,fariqi,neibuyonghu,title from Tgongwen where  neibuyonghu='办公室'   查询速度:60280毫秒

            从以上试验中,我们可以看到如果仅用聚集索引的起始列作为查询条件和同时用到复合聚集索引的全部列的查询速度是几乎一样的,甚至比用上全部的复合索引列还 要略快(在查询结果集数目一样的情况下);而如果仅用复合聚集索引的非起始列作为查询条件的话,这个索引是不起任何作用的。当然,语句1、2的查询速度一 样是因为查询的条目数一样,如果复合索引的所有列都用上,而且查询结果少的话,这样就会形成"索引覆盖",因而性能可以达到最优。同时,请记住:无论您是 否经常使用聚合索引的其他列,但其前导列一定要是使用最频繁的列。   

     4.索引使用经验总结    

    1、用聚合索引比用不是聚合索引的主键速度快      

    下面是实例语句:(都是提取25万条数据)      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where fariqi='2004-9-16' 使用时间:3326毫秒      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where gid<=250000 使用时间:4470毫秒      

    这里,用聚合索引比用不是聚合索引的主键速度快了近1/4。     

    2、用聚合索引比用一般的主键作order by时速度快,特别是在小数据量情况下     

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  order by fariqi 用时:12936      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  order by gid  用时:18843     

    这里,用聚合索引比用一般的主键作order by时,速度快了3/10。事实上,如果数据量很小的话,用聚集索引作为排序列要比使用非聚集索引速度快得明显的多;而数据量如果很大的话,如10万以上,则二者的速度差别不明显。    

    3、使用聚合索引内的时间段,搜索时间会按数据占整个数据表的百分比成比例减少,而无论聚合索引使用了多少个      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where fariqi>'2004-1-1' 用时:6343毫秒(提取100万条)     

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where fariqi>'2004-6-6' 用时:3170毫秒(提取50万条)      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where fariqi='2004-9-16'     

    用时:3326毫秒(和上句的结果一模一样。如果采集的数量一样,那么用大于号和等于号是一样的)      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where fariqi>'2004-1-1' and fariqi<'2004-6-6' 用时:3280毫秒     

      

    4 、日期列不会因为有分秒的输入而减慢查询速度      

    下面的例子中,共有100万条数据,2004年1月1日以后的数据有50万条,但只有两个不同的日期,日期精确到日;之前有数据50万条,有5000个不同的日期,日期精确到秒。      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where fariqi>'2004-1-1' order by fariqi 用时:6390毫秒      

    select gid,fariqi,neibuyonghu,reader,title from Tgongwen  where fariqi<'2004-1-1' order by fariqi 用时:6453毫秒  

    (五)其他注意事项      

    "水可载舟,亦可覆舟",索引也一样。索引有助于提高检索性能,但过多或不当的索引也会导致系统低效。因为用户在表中每加进一个索引,数据库就要做更多的工作。过多的索引甚至会导致索引碎片。      

    所以说,我们要建立一个"适当"的索引体系,特别是对聚合索引的创建,更应精益求精,以使您的数据库能得到高性能的发挥。    

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