1. 简介
在数据存储和查询中,索引是非常重要的,索引分为多种类型,如索引类型B-tree、Hash、Full-text等。其中,对于ID属性的索引,我们通常采用的是B-tree索引,这种类型的索引适用于数据范围大,但是键值的重复率比较小的情况下。但是在实际应用中,我们经常会碰到ID属性的值非常小,而且经常被查询的情况,这时候B-tree索引的效率就不够高了,如何优化这种情况下的索引类型呢?
2. ID索引类型的常见问题
2.1 过度分裂
对于ID属性很小的表来说,过度分裂是非常常见的情况,而且也是索引失效和效率下降的主要原因之一。
过度分裂的原因是因为B-tree索引在插入时必须要满足一定的条件,如某个节点的大小不能超过一页,否则就要分裂出子节点。但是对于ID属性很小的表来说,很容易满足这个条件,所以经常需要进行分裂,一旦分裂的频率过高,就会导致索引失效和查询效率下降。
2.2 查询效率低下
对于ID属性很小的表来说,虽然采用B-tree索引,但是由于ID属性的值太小,所以在索引树中分支较少,就导致很多查询操作需要访问大量的叶子节点,而这些叶子节点往往分布在磁盘的不同位置上,从而导致查询效率非常低下。
3. ID索引类型的优化方案
3.1 使用Memory-Optimized Table
Memory-Optimized Table(内存优化表)是SQL Server 2014新增的功能,它的特点是所有数据都存储在内存中,而不像传统表一样存储在磁盘上。由于内存的读取速度要比磁盘快得多,所以对于ID属性很小的表来说,使用Memory-Optimized Table可以有效提高查询效率。
Memory-Optimized Table的创建语句如下:
CREATE TABLE TableName
(
ID int NOT NULL PRIMARY KEY NONCLUSTERED HASH WITH (BUCKET_COUNT = 1024),
Column1 datatype1 [,... n]
) WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY = SCHEMA_AND_DATA)
在这里,ID字段用NONCLUSTERED HASH索引进行了优化。这种类型的索引使用哈希算法将ID值映射到一些称为分配桶的数据结构中,每个桶都包含一定数量的ID值。每当查询需要查找一个ID值时,首先将它映射到一个分配桶中,然后在该桶中查找。此方法避免了遍历整个B-tree索引的需要,从而提高了效率。
3.2 合并节点
对于ID属性很小的表来说,我们可以通过手动控制节点的大小来避免索引分裂的频繁发生。一般来说,如果要避免过度分裂,节点的大小最好在2到10页之间。当节点的大小大于10页时,可以考虑将多个节点合并成一个大节点。
在SQL Server当中,我们可以通过ALTER INDEX语句来控制索引中的节点个数:
ALTER INDEX IndexName ON TableName REORGANIZE WITH ( LOB_COMPACTION = ON )
其中LOB_COMPACTION参数用于告诉SQL Server将多个节点合并成一个大节点。
3.3 使用Columnstore Index
Columnstore Index是SQL Server 2012新增的功能,它的特点是将行数据压缩成列数据,然后再进行索引。由于列数据的连续性和压缩性,所以对于大型表和大量数据的查询操作速度非常快。
对于ID属性很小的表来说,我们可以通过创建一个Columnstore Index来优化它的查询效率:
CREATE CLUSTERED COLUMNSTORE INDEX ColumnstoreIndex ON TableName (ID, Column1 [,... n])
这种类型的索引将ID和其他列的值按列进行分组,并且将每个组中的行压缩成一个列存储单元。当进行查询操作时,只需扫描包含所需列的列存储单元即可,从而提高查询效率。
4. 总结
虽然对于ID属性很小的表来说,采用B-tree索引可能效率不高,但我们可以选择不同的索引类型来优化查询效率。Memory-Optimized Table、合并节点和Columnstore Index都是非常有效的优化方案,在实际应用当中可以根据具体情况选择不同的方案来提高查询效率。