MSSQL 優化之 ———— 探索 MSSQL 執行計劃

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作者： no_mIss

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最近總想整理下對 MSSQL 的一些理解與感悟，卻一直沒有心思和時間寫 ，晚上無事便寫了一篇探索 MSSQL 執行計劃,本文講執行計劃但不僅限于講執行計劃。 ?

網上的 SQL 優化的文章實在是很多，說實在的，我也曾經到處找這樣的文章，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 優化又是每個要與數據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，這個網上資料比較多了。 ?

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

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

-- 建測試表

CREATE ? TABLE ?T_UserInfo

(

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

???? RegTime? datetime , ? Tel varchar ( 20 ),

)

-- 插入測試數據

DECLARE ?@I? INT

DECLARE? @ENDID ?INT

SELECT ?@I? = ?1

SELECT ?@ENDID = 100 ?? -- 在此處更改要插入的數據，重新插入之前要刪掉所有數據

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

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-- 相關 SQL 語句解釋

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-- 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

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-- 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 [ 返回有關語句執行情況的詳細信息，并估計語句對資源的需求 ]

SET ?SHOWPLAN_ALL ?? OFF

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請記?。? SET ? STATISTICS ?IO? 和 ? SET ?SHOWPLAN_ALL? 是互斥的。

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OK ，現在開始：

首先，我們插入 100 條數據

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

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這就是 MSSQL 的執行計劃：表掃描：掃描表中的行

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然后我們來看該語句對 IO 的讀寫：

執行 : SET ? STATISTICS ?IO? ON

此時再執行該 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 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：

???? 執行的掃描次數 ;

???? 從數據緩存讀取的頁數 ;

?? ?? 從磁盤讀取的頁數 ;

???? 為進行查詢而放入緩存的頁數

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 ) 決定了哪個是最優化的。

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接下來我們為其建一個聚集索引

執行 CREATE ? CLUSTERED ? INDEX ?INDEX_Userid ?? ON ?T_UserInfo? ( Userid )

然后再執行 SELECT ? * ? FROM ?T_UserInfo? WHERE ?USERID = 'ABCDE6EF'

切換到消息欄如下顯示：

表 'T_UserInfo' 。掃描計數 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，現在我們查詢時，邏輯讀就是要讀兩頁 (1 索引頁 +1 數據頁 ) ，此時的效率還不如不建索引。

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此時再選中查詢語句，然后再 Ctrl + L ，如下圖 :

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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。

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

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接下來我們繼續：

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現在我再把測試數據改變成 1000 條

再執行 SET ? STATISTICS ?IO? ON , 再執行

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 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 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，一個數據頁 )

如此，在數據量稍大時，索引的查詢優勢就顯示出來了。

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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 ) 。

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我們再繼續深入：

OK ，現在我們再來看一次，我們換個 SQL 語句，來看下 MSSQL 如何來執行的此 SQL 呢？

現在去掉索引： DROP ? INDEX ?T_UserInfo . INDEX_Userid

現在打開 [ 顯示語句執行情況的詳細信息 ] ： SET ?SHOWPLAN_ALL ?? ON

然后再執行： SELECT ? * ? FROM ?T_UserInfo? WHERE ?USERID? LIKE ? 'ABCDE8%'

看結果欄：結果中有些具體參數，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 看下此時的圖行執行計劃：

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我再加上索引：

先關閉： SET ?SHOWPLAN_ALL? OFF

再執行： CREATE ? CLUSTERED ? INDEX ?INDEX_Userid ?? ON ?T_UserInfo? ( Userid )

再開啟： SET ?SHOWPLAN_ALL? ON

再執行： 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 看下此時的圖行執行計劃：

Ctrl + L 看下此時的圖行執行計劃：

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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 看下此時的圖行執行計劃：

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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 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 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 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 頁數據頁

第三次是索引掃描 + 表掃描，掃了 1 頁索引， 7 頁數據頁

[圖形界面也有對CPU和IO的消耗，也可以看出來哪個最優!]?

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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化的例子就出來了，哈哈。

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? 如果以上你都明白了，那么你可能已經對 SQL 的優化有初步新的想法了，網上一堆堆的 SQL 優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，字段是字母加數字，大家可以試試看純數字的、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 是如何執行？ IN 用不用索引， LIKE 用不用索引？函數用不用索引？ 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 的執行計劃（圖形和文本 ) ，很多事情就很明朗了。

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大總結：

實現同一查詢功能的 SQL 寫法可能會有多種，如果判斷哪種最優化，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 如何去執行，通過 IO 邏輯讀、通過查看圖示的查詢計劃、通過其優化后而執行的 SQL 語句，才是優化 SQL 的真正途徑。

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另外提醒下：數據量的多少有時會影響 MSSQL 對同一種查詢寫法語句的執行計劃，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，在多用戶并發情況下，同一寫法的查詢語句執行計劃會有所不同，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驗與大家分享 ) 。

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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。