MSSQL優化之————探索MSSQL執行計劃
作者：no_mIss QQ:34813284
時間：2006.11.07 23:30:00
環境：win2003 + mssql2005
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。
--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
--相關SQL語句解釋
---------------------------------------------------------------------------
--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
---------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------
--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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請記住：SET STATISTICS IO 和 SET SHOWPLAN_ALL 是互斥的。
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
這就是MSSQL的執行計劃：表掃描：掃描表中的行
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。
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。
此時再選中查詢語句，然后再Ctrl+L，如下圖:
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。
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！
接下來我們繼續：
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。
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)。
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：
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：
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：
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!]
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。
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。
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。
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)。