一、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計 如果不能設(shè)計一個合理的數(shù)據(jù)庫模型,不僅會增加客戶端和服務(wù)器段程序的編程和維護(hù)的難度,而且將會影響系統(tǒng)實際運行的性能。所以,在一個系統(tǒng)開始實施之前,完備的數(shù)據(jù)庫模型的設(shè)計是必須的。 在一個系統(tǒng)分析、設(shè)計階段,因為數(shù)據(jù)量較
一、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計
如果不能設(shè)計一個合理的數(shù)據(jù)庫模型,不僅會增加客戶端和服務(wù)器段程序的編程和維護(hù)的難度,而且將會影響系統(tǒng)實際運行的性能。所以,在一個系統(tǒng)開始實施之前,完備的數(shù)據(jù)庫模型的設(shè)計是必須的。
在一個系統(tǒng)分析、設(shè)計階段,因為數(shù)據(jù)量較小,負(fù)荷較低。我們往往只注意到功能的實現(xiàn),而很難注意到性能的薄弱之處,等到系統(tǒng)投入實際運行一段時間后,才發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的性能在降低,這時再來考慮提高系統(tǒng)性能則要花費更多的人力物力,而整個系統(tǒng)也不可避免的形成了一個打補丁工程。
所 以在考慮整個系統(tǒng)的流程的時候,我們必須要考慮,在高并發(fā)大數(shù)據(jù)量的訪問情況下,我們的系統(tǒng)會不會出現(xiàn)極端的情況。(例如:對外統(tǒng)計系統(tǒng)在7月16日出現(xiàn) 的數(shù)據(jù)異常的情況,并發(fā)大數(shù)據(jù)量的的訪問造成,數(shù)據(jù)庫的響應(yīng)時間不能跟上數(shù)據(jù)刷新的速度造成。具體情況是:在日期臨界時(00:00:00),判斷數(shù)據(jù)庫 中是否有當(dāng)前日期的記錄,沒有則插入一條當(dāng)前日期的記錄。在低并發(fā)訪問的情況下,不會發(fā)生問題,但是當(dāng)日期臨界時的訪問量相當(dāng)大的時候,在做這一判斷的時 候,會出現(xiàn)多次條件成立,則數(shù)據(jù)庫里會被插入多條當(dāng)前日期的記錄,從而造成數(shù)據(jù)錯誤。),數(shù)據(jù)庫的模型確定下來之后,我們有必要做一個系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)流向圖, 分析可能出現(xiàn)的瓶頸。
為了保證數(shù)據(jù)庫的一致性和完整性,在邏輯設(shè)計的時候往往會設(shè)計過多的表間關(guān)聯(lián),盡可能的降低數(shù)據(jù)的冗余。(例如用戶表 的地區(qū),我們可以把地區(qū)另外存放到一個地區(qū)表中)如果數(shù)據(jù)冗余低,數(shù)據(jù)的完整性容易得到保證,提高了數(shù)據(jù)吞吐速度,保證了數(shù)據(jù)的完整性,清楚地表達(dá)數(shù)據(jù)元 素之間的關(guān)系。而對于多表之間的關(guān)聯(lián)查詢(尤其是大數(shù)據(jù)表)時,其性能將會降低,同時也提高了客戶端程序的編程難度,因此,物理設(shè)計需折衷考慮,根據(jù)業(yè)務(wù) 規(guī)則,確定對關(guān)聯(lián)表的數(shù)據(jù)量大小、數(shù)據(jù)項的訪問頻度,對此類數(shù)據(jù)表頻繁的關(guān)聯(lián)查詢應(yīng)適當(dāng)提高數(shù)據(jù)冗余設(shè)計但增加了表間連接查詢的操作,也使得程序的變得復(fù) 雜,為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)時間,合理的數(shù)據(jù)冗余也是必要的。設(shè)計人員在設(shè)計階段應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)操作的類型、頻度加以均衡考慮。
另外,最好不要用自增屬性字段作為主鍵與子表關(guān)聯(lián)。不便于系統(tǒng)的遷移和數(shù)據(jù)恢復(fù)。對外統(tǒng)計系統(tǒng)映射關(guān)系丟失(******************)。
原 來的表格必須可以通過由它分離出去的表格重新構(gòu)建。使用這個規(guī)定的好處是,你可以確保不會在分離的表格中引入多余的列,所有你創(chuàng)建的表格結(jié)構(gòu)都與它們的實 際需要一樣大。應(yīng)用這條規(guī)定是一個好習(xí)慣,不過除非你要處理一個非常大型的數(shù)據(jù),否則你將不需要用到它。(例如一個通行證系統(tǒng),我可以將 USERID,USERNAME,USERPASSWORD,單獨出來作個表,再把USERID作為其他表的外鍵)
表的設(shè)計具體注意的問題:
1、數(shù)據(jù)行的長度不要超過8020字節(jié),如果超過這個長度的話在物理頁中這條數(shù)據(jù)會占用兩行從而造成存儲碎片,降低查詢效率。
2、能夠用數(shù)字類型的字段盡量選擇數(shù)字類型而不用字符串類型的(電話號碼),這會降低查詢和連接的性能,并會增加存儲開銷。這是因為引擎在處理查詢和連接回逐個比較字符串中每一個字符,而對于數(shù)字型而言只需要比較一次就夠了。
3、 對于不可變字符類型char和可變字符類型varchar 都是8000字節(jié),char查詢快,但是耗存儲空間,varchar查詢相對慢一些但是節(jié)省存儲空間。在設(shè)計字段的時候可以靈活選擇,例如用戶名、密碼等 長度變化不大的字段可以選擇CHAR,對于評論等長度變化大的字段可以選擇VARCHAR。
4、字段的長度在最大限度的滿足可能的需要的前提下,應(yīng)該盡可能的設(shè)得短一些,這樣可以提高查詢的效率,而且在建立索引的時候也可以減少資源的消耗。
二、查詢的優(yōu)化
保 證在實現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上,盡量減少對數(shù)據(jù)庫的訪問次數(shù);通過搜索參數(shù),盡量減少對表的訪問行數(shù),最小化結(jié)果集,從而減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān);能夠分開的操作盡量分開處 理,提高每次的響應(yīng)速度;在數(shù)據(jù)窗口使用SQL時,盡量把使用的索引放在選擇的首列;算法的結(jié)構(gòu)盡量簡單;在查詢時,不要過多地使用通配符如Select * FROM T1語句,要用到幾列就選擇幾列如:Select COL1,COL2 FROM T1;在可能的情況下盡量限制盡量結(jié)果集行數(shù)如:Select TOP 300 COL1,COL2,COL3 FROM T1,因為某些情況下用戶是不需要那么多的數(shù)據(jù)的。
在沒有建索引的情況下,數(shù)據(jù)庫查找某一條數(shù)據(jù),就必須進(jìn)行全表掃描了,對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行一次遍歷,查找出符合條件的記錄。在數(shù)據(jù)量比較小的情況下,也許看不出明顯的差別,但是當(dāng)數(shù)據(jù)量大的情況下,這種情況就是極為糟糕的了。
SQL語句在SQL SERVER中是如何執(zhí)行的,他們擔(dān)心自己所寫的SQL語句會被SQL SERVER誤解。比如:select * from table1 where name='zhangsan' and tID > 10000
和執(zhí)行:
select * from table1 where tID > 10000 and name='zhangsan'
一 些人不知道以上兩條語句的執(zhí)行效率是否一樣,因為如果簡單的從語句先后上看,這兩個語句的確是不一樣,如果tID是一個聚合索引,那么后一句僅僅從表的 10000條以后的記錄中查找就行了;而前一句則要先從全表中查找看有幾個name='zhangsan'的,而后再根據(jù)限制條件條件tID> 10000來提出查詢結(jié)果。
事實上,這樣的擔(dān)心是不必要的。SQL SERVER中有一個“查詢分析優(yōu)化器”,它可以計算出where子句中的搜索條件并確定哪個索引能縮小表掃描的搜索空間,也就是說,它能實現(xiàn)自動優(yōu)化。 雖然查詢優(yōu)化器可以根據(jù)where子句自動的進(jìn)行查詢優(yōu)化,但有時查詢優(yōu)化器就會不按照您的本意進(jìn)行快速查詢。
在查詢分析階段,查詢優(yōu)化器查看查詢的每個階段并決定限制需要掃描的數(shù)據(jù)量是否有用。如果一個階段可以被用作一個掃描參數(shù)(SARG),那么就稱之為可優(yōu)化的,并且可以利用索引快速獲得所需數(shù)據(jù)。
SARG的定義:用于限制搜索的一個操作,因為它通常是指一個特定的匹配,一個值的范圍內(nèi)的匹配或者兩個以上條件的AND連接。形式如下:
列名 操作符 <常數(shù) 或 變量> 或 <常數(shù) 或 變量> 操作符 列名
列名可以出現(xiàn)在操作符的一邊,而常數(shù)或變量出現(xiàn)在操作符的另一邊。如:
Name=’張三’
價格>5000
5000<價格
Name=’張三’ and 價格>5000
如果一個表達(dá)式不能滿足SARG的形式,那它就無法限制搜索的范圍了,也就是SQL SERVER必須對每一行都判斷它是否滿足Where子句中的所有條件。所以一個索引對于不滿足SARG形式的表達(dá)式來說是無用的。
所以,優(yōu)化查詢最重要的就是,盡量使語句符合查詢優(yōu)化器的規(guī)則避免全表掃描而使用索引查詢。
具體要注意的:
1.應(yīng)盡量避免在 where 子句中對字段進(jìn)行 null 值判斷,否則將導(dǎo)致引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描,如:
select id from t where num is null
可以在num上設(shè)置默認(rèn)值0,確保表中num列沒有null值,然后這樣查詢:
select id from t where num=0
2.應(yīng)盡量避免在 where 子句中使用!=或<>操作符,否則將引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描。優(yōu)化器將無法通過索引來確定將要命中的行數(shù),因此需要搜索該表的所有行。
3.應(yīng)盡量避免在 where 子句中使用 or 來連接條件,否則將導(dǎo)致引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描,如:
select id from t where num=10or num=20
可以這樣查詢:
select id from t where num=10
union all
select id from t where num=20
4.in 和 not in 也要慎用,因為IN會使系統(tǒng)無法使用索引,而只能直接搜索表中的數(shù)據(jù)。如:
select id from t where num in(1,2,3)
對于連續(xù)的數(shù)值,能用 between 就不要用 in 了:
select id from t where num between 1 and 3
5.盡量避免在索引過的字符數(shù)據(jù)中,使用非打頭字母搜索。這也使得引擎無法利用索引。
見如下例子:
Select*FROM T1 Where NAME LIKE‘%L%’
Select*FROM T1 Where SUBSTING(NAME,2,1)=’L’
Select*FROM T1 Where NAME LIKE‘L%’
即使NAME字段建有索引,前兩個查詢依然無法利用索引完成加快操作,引擎不得不對全表所有數(shù)據(jù)逐條操作來完成任務(wù)。而第三個查詢能夠使用索引來加快操作。
6. 必要時強制查詢優(yōu)化器使用某個索引,如在 where 子句中使用參數(shù),也會導(dǎo)致全表掃描。因為SQL只有在運行時才會解析局部變量,但優(yōu)化程序不能將訪問計劃的選擇推遲到運行時;它必須在編譯時進(jìn)行選擇。然 而,如果在編譯時建立訪問計劃,變量的值還是未知的,因而無法作為索引選擇的輸入項。如下面語句將進(jìn)行全表掃描:可以改為強制查詢使用索引:
select id from t with(index(索引名))where num=@num
7.應(yīng)盡量避免在 where 子句中對字段進(jìn)行表達(dá)式操作,這將導(dǎo)致引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描。如:
Select*FROM T1 Where F1/2=100
應(yīng)改為:
Select*FROM T1 Where F1=100*2
Select*FROM RECORD Where SUBSTRING(CARD_NO,1,4)=’5378’
應(yīng)改為:
Select*FROM RECORD Where CARD_NO LIKE‘5378%’
Select member_number,first_name,last_name FROM members
Where DATEDIFF(yy,datofbirth,GETDATE())>21
應(yīng)改為:
Select member_number,first_name,last_name FROM members
Where dateofbirth <DATEDIFF(yy,-21,GETDATE()
即:任何對列的操作都將導(dǎo)致表掃描,它包括數(shù)據(jù)庫函數(shù)、計算表達(dá)式等等,查詢時要盡可能將操作移至等號右邊。
8.應(yīng)盡量避免在where子句中對字段進(jìn)行函數(shù)操作,這將導(dǎo)致引擎放棄使用索引而進(jìn)行全表掃描。如:
select id from t where substring(name,1,3)='abc'--name以abc開頭的id
select id from t where datediff(day,createdate,'2005-11-30')=0--‘2005-11-30’生成的id
復(fù)制
應(yīng)改為:
select id from t where name like'abc%'
select id from t where createdate>='2005-11-30'and createdate<'2005-12-1'
9.不要在 where 子句中的“=”左邊進(jìn)行函數(shù)、算術(shù)運算或其他表達(dá)式運算,否則系統(tǒng)將可能無法正確使用索引。
10.在使用索引字段作為條件時,如果該索引是復(fù)合索引,那么必須使用到該索引中的第一個字段作為條件時才能保證系統(tǒng)使用該索引,否則該索引將不會被使用,并且應(yīng)盡可能的讓字段順序與索引順序相一致。
11.很多時候用 exists是一個好的選擇:
elect num from a where num in(select num from b)
復(fù)制
用下面的語句替換:
select num from a where exists(select1from b where num=a.num)
Select SUM(T1.C1)FROM T1Where(
(Select COUNT(*)FROM T2 WhereT2.C2=T1.C2>0)
Select SUM(T1.C1)FROM T1 Where EXISTS(
Select*FROM T2 Where T2.C2=T1.C2)
復(fù)制
兩者產(chǎn)生相同的結(jié)果,但是后者的效率顯然要高于前者。因為后者不會產(chǎn)生大量鎖定的表掃描或是索引掃描。
如果你想校驗表里是否存在某條紀(jì)錄,不要用count(*)那樣效率很低,而且浪費服務(wù)器資源。可以用EXISTS代替。如:
IF(Select COUNT(*) FROM table_name Where column_name='xxx')
復(fù)制
可以寫成:
IF EXISTS(Select*FROM table_nameWhere column_name='xxx')
復(fù)制
經(jīng)常需要寫一個T_SQL語句比較一個父結(jié)果集和子結(jié)果集,從而找到是否存在在父結(jié)果集中有而在子結(jié)果集中沒有的記錄,如:
Selecta.hdr_key FROM hdr_tbl a----tbl a表示tbl用別名a代替
Where NOT EXISTS(Select*FROM dtl_tbl bWherea.hdr_key=b.hdr_key)
Selecta.hdr_key FROM hdr_tbl a
LEFT JOIN dtl_tbl b ON a.hdr_key=b.hdr_keyWhereb.hdr_key IS NULL
Selecthdr_key FROM hdr_tbl
Wherehdr_key NOT IN(Selecthdr_key FROM dtl_tbl)
復(fù)制
三種寫法都可以得到同樣正確的結(jié)果,但是效率依次降低。
12.盡量使用表變量來代替臨時表。如果表變量包含大量數(shù)據(jù),請注意索引非常有限(只有主鍵索引)。
13.避免頻繁創(chuàng)建和刪除臨時表,以減少系統(tǒng)表資源的消耗。
14.臨時表并不是不可使用,適當(dāng)?shù)厥褂盟鼈兛梢允鼓承├谈行В纾?dāng)需要重復(fù)引用大型表或常用表中的某個數(shù)據(jù)集時。但是,對于一次性事件,最好使用導(dǎo)出表。
15.在新建臨時表時,如果一次性插入數(shù)據(jù)量很大,那么可以使用select into代替create table,避免造成大量log,以提高速度;如果數(shù)據(jù)量不大,為了緩和系統(tǒng)表的資源,應(yīng)先create table,然后insert。
16.如果使用到了臨時表,在存儲過程的最后務(wù)必將所有的臨時表顯式刪除,先truncate table,然后drop table,這樣可以避免系統(tǒng)表的較長時間鎖定。
17.在所有的存儲過程和觸發(fā)器的開始處設(shè)置 SET NOCOUNT ON ,在結(jié)束時設(shè)置 SET NOCOUNT OFF 。無需在執(zhí)行存儲過程和觸發(fā)器的每個語句后向客戶端發(fā)送 DONE_IN_PROC 消息。
18.盡量避免大事務(wù)操作,提高系統(tǒng)并發(fā)能力。
19.盡量避免向客戶端返回大數(shù)據(jù)量,若數(shù)據(jù)量過大,應(yīng)該考慮相應(yīng)需求是否合理。
20. 避免使用不兼容的數(shù)據(jù)類型。例如float和int、char和varchar、binary和varbinary是不兼容的。數(shù)據(jù)類型的不兼容可能使優(yōu)化器無法執(zhí)行一些本來可以進(jìn)行的優(yōu)化操作。例如:
Select name FROM employee Wheresalary>60000
復(fù)制
在這條語句中,如salary字段是money型的,則優(yōu)化器很難對其進(jìn)行優(yōu)化,因為60000是個整型數(shù)。我們應(yīng)當(dāng)在編程時將整型轉(zhuǎn)化成為錢幣型,而不要等到運行時轉(zhuǎn)化。
21.充分利用連接條件,在某種情況下,兩個表之間可能不只一個的連接條件,這時在 Where 子句中將連接條件完整的寫上,有可能大大提高查詢速度。
例:
Select SUM(A.AMOUNT)FROM ACCOUNT A,CARD B Where A.CARD_NO=B.CARD_NO
Select SUM(A.AMOUNT)FROM ACCOUNT A,CARD BWhereA.CARD_NO=B.CARD_NO AND A.ACCOUNT_NO=B.ACCOUNT_NO
復(fù)制
第二句將比第一句執(zhí)行快得多。
22、使用視圖加速查詢
把表的一個子集進(jìn)行排序并創(chuàng)建視圖,有時能加速查詢。它有助于避免多重排序 操作,而且在其他方面還能簡化優(yōu)化器的工作。例如:
Selectcust.name,rcvbles.balance,……other columns
FROM cust,rcvbles
Wherecust.customer_id=rcvlbes.customer_id
AND rcvblls.balance>0
AND cust.postcode>“98000”
orDER BY cust.name
復(fù)制
如果這個查詢要被執(zhí)行多次而不止一次,可以把所有未付款的客戶找出來放在一個視圖中,并按客戶的名字進(jìn)行排序:
Create VIEW DBO.V_CUST_RCVLBES
AS
Selectcust.name,rcvbles.balance,……other columns
FROM cust,rcvbles
Wherecust.customer_id=rcvlbes.customer_id
AND rcvblls.balance>0
orDER BY cust.name
復(fù)制
然后以下面的方式在視圖中查詢:
Select*FROM V_CUST_RCVLBES
Wherepostcode>“98000”
復(fù)制
視圖中的行要比主表中的行少,而且物理順序就是所要求的順序,減少了磁盤I/O,所以查詢工作量可以得到大幅減少。
23、能用DISTINCT的就不用GROUP BY
Select orderID FROM Details Where UnitPrice>10GROUP BY orderID
復(fù)制
可改為:
Select DISTINCT order ID FROM Details Where UnitPrice>10
24.能用UNION ALL就不要用UNION
UNION ALL不執(zhí)行Select DISTINCT函數(shù),這樣就會減少很多不必要的資源
35.盡量不要用Select INTO語句。
Select INOT語句會導(dǎo)致表鎖定,阻止其他用戶訪問該表。
上 面我們提到的是一些基本的提高查詢速度的注意事項,但是在更多的情況下,往往需要反復(fù)試驗比較不同的語句以得到最佳方案。最好的方法當(dāng)然是測試,看實現(xiàn)相 同功能的SQL語句哪個執(zhí)行時間最少,但是數(shù)據(jù)庫中如果數(shù)據(jù)量很少,是比較不出來的,這時可以用查看執(zhí)行計劃,即:把實現(xiàn)相同功能的多條SQL語句考到查 詢分析器,按CTRL+L看查所利用的索引,表掃描次數(shù)(這兩個對性能影響最大),總體上看詢成本百分比即可。