Sql Server之旅——第四站 你必須知道的非聚集索引掃描

一線碼農發表於2015-01-23
SQLServer索引

　　

　　非聚集索引，這個是大家都非常熟悉的一個東西，有時候我們由於業務原因，sql寫的非常複雜，需要join很多張表，然後就淚流滿面了。。。這時候就

有DBA或者資深的開發給你看這個猥瑣的sql，通過執行計劃一分析。。。或許就看出了不該有的表掃描。。。萬惡之源。。。然後給你在關鍵的欄位加上非

聚集索引後。。。才發現提速比阿斯頓馬丁還要快。。。那麼一個問題來了，為什麼非聚集索引能提速這麼快。。。怎麼做到的？？？是不是非常的好奇？？？

這篇我們來解開神祕面紗。

 

一：現象

      先讓我們一睹非聚集索引的真容，看看到底在執行計劃看來是個什麼玩意。。。我這裡有個product表，裡面灌了8w多資料，然後在Name列上建立

一個非聚集索引，就像下圖一樣：

　　

從上圖中看到了兩個好玩的東西，一個就是我想看到的“索引查詢[nonclustered]”，這個大家很熟悉，也是這篇要說的，然後我們還看到了一個“RID查詢”，

乍一看這是什麼雞巴玩意。。。非聚集索引跟它扯上什麼關係了？？？

 

二：什麼是RID

　　通過前面幾篇，我想大家都知道了資料頁中的記錄是如何尋找的？祕密就是通過slot槽位中的偏移量決定的，那問題來了，如果上升到資料頁層面，我

只需要（pageID：slotID）就可以找到記錄了，對不對？那如果我上升了檔案層面，那是不是隻需要知道（fileID:pageID:slotID)就可以找到資料頁中的 

記錄了？其實這裡的RID就是站在檔案的高度通過(fileID:pageID:slotID)找到表記錄的。。。既RID=RowID=(fileID:pageID:slotID)，如果你非要眼見

為實的話，在sq中l還真提供了這麼個函式（sys.fn_PhysLocFormatter(%%physloc%%)），我們看下圖：

看了上面的圖，是不是很興奮，一目瞭然，比如productID=18088這條記錄，然來是在1號檔案，34941號資料頁，0號槽位上，productID=18089

是在1號槽位上，好了，當你知道RID是個什麼東西的時候，我想你已經離徹底理解非聚集索引不遠啦。。。

 

三：非聚集索引

　　有一點我們肯定知道，就是非聚集索引是可以加速查詢的，要是跟表掃描那樣的龜速，那也就失去了索引的目的，既然能加速，是因為它和聚集索

引一樣，在底層都玩起了B樹，首先我們插入一些樣例資料。

 1 DROP TABLE dbo.Person
 2 
 3 CREATE TABLE Person(ID INT IDENTITY,NAME CHAR(900))
 4 CREATE  INDEX idx_Person_Name ON dbo.Person(Name)
 5 
 6 DECLARE @ch AS INT=97
 7 
 8 WHILE @ch<=122
 9 BEGIN
10     INSERT INTO dbo.Person VALUES(REPLICATE(CHAR(@ch),5))
11     SET @ch=@ch+1
12 END

上面的sql，我故意在Name列設定為900個char，這也是索引的上限值，這樣的話，我DBCC就可以匯出很多資料頁和索引頁了。

可以看到，當我dbcc ind 的時候，發現Person表中已經有4個資料頁，5個索引頁，其中151號資料頁是表跟蹤頁，174號為索引跟蹤頁，這也就

說明當我建立索引後，引擎給我們分配了專門的索引頁來存放我們建立的Name索引，那下一步就是我們來看看這些索引中都存放著什麼，這也是我

非常關心的，接下來我匯出173號索引頁。

1 DBCC PAGE(Ctrip,1,173,1)

 1 Slot 0, Offset 0x60, Length 912, DumpStyle BYTE
 2 
 3 Record Type = INDEX_RECORD           Record Attributes =  NULL_BITMAP     Record Size = 912
 4 
 5 Memory Dump @0x000000000EF1C060
 6 
 7 0000000000000000:   16616161 61612020 20202020 20202020 †.aaaaa           
 8 0000000000000010:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
 9 0000000000000020:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
10 0000000000000030:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
11 0000000000000040:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
12 0000000000000050:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
13 0000000000000060:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
14 0000000000000070:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
15 0000000000000080:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
16 0000000000000090:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
17 00000000000000A0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
18 00000000000000B0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
19 00000000000000C0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
20 00000000000000D0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
21 00000000000000E0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
22 00000000000000F0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
23 0000000000000100:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
24 0000000000000110:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
25 0000000000000120:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
26 0000000000000130:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
27 0000000000000140:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
28 0000000000000150:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
29 0000000000000160:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
30 0000000000000170:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
31 0000000000000180:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
32 0000000000000190:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
33 00000000000001A0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
34 00000000000001B0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
35 00000000000001C0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
36 00000000000001D0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
37 00000000000001E0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
38 00000000000001F0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
39 0000000000000200:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
40 0000000000000210:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
41 0000000000000220:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
42 0000000000000230:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
43 0000000000000240:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
44 0000000000000250:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
45 0000000000000260:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
46 0000000000000270:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
47 0000000000000280:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
48 0000000000000290:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
49 00000000000002A0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
50 00000000000002B0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
51 00000000000002C0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
52 00000000000002D0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
53 00000000000002E0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
54 00000000000002F0:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
55 0000000000000300:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
56 0000000000000310:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
57 0000000000000320:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
58 0000000000000330:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
59 0000000000000340:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
60 0000000000000350:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
61 0000000000000360:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
62 0000000000000370:   20202020 20202020 20202020 20202020 †                 
63 0000000000000380:   20202020 20940000 00010000 00020000 †     ........... 
1 Row - Offset                         
2 7 (0x7) - 6480 (0x1950)              
3 6 (0x6) - 5568 (0x15c0)              
4 5 (0x5) - 4656 (0x1230)              
5 4 (0x4) - 3744 (0xea0)               
6 3 (0x3) - 2832 (0xb10)               
7 2 (0x2) - 1920 (0x780)               
8 1 (0x1) - 1008 (0x3f0)               
9 0 (0x0) - 96 (0x60)

 

從上面至少可以發現三個有趣的現象：

<1>:173號索引頁中slot0和slot1槽位指向記錄的內容已經有序了，比如：aaaaa，bbbbb。。。。這樣。。。。原來非聚集索引也是有序呀。。。

<2>:6161616161就是16進位制的aaaaa。

　　  9400000001000000 ：這幾個數字非常重要，因為是16進製表示，所以2位16進製表示一個位元組，所以可以這麼解釋，前面4個位元組表示

　　  pageID，中間2個位元組表示fileID，後面2個位元組表示slot，看到這裡你是不是想起了RID。。。因為RID就是這三樣的組合。。。原來非聚集索

　　 引的記錄存放的就是“key+RowID”呀。。。。

<3>:通過最後的槽位列表，可以得知173號索引頁上存放著8條索引記錄。

 

　　好了，看完了葉子節點，我們再看分支節點，也就是IndexLevel=1的那條索引資料頁，也就是78號。ok，dbcc看看吧。

當看到這個列表的時候，不知道你腦子裡面是不是有一幅圖出來了，就像上一篇看到聚集索引一樣，因為它的結構和聚集索引非常像，只不過

非聚集索引這裡多了一個RID而已。。。最後我也把圖貢獻一下。

 

總結一下：在走非聚集索引的時候，比如你的條件是where name='jjjjj' 時，它的邏輯是這樣的，根據78號索引資料頁的key的範圍，然後通過

　　　　  rowid走到了79號索引資料頁，然後在79號索引資料頁中順利的找到了jjjjj，這時候就可以拿出jjjjj的rowid去表資料頁中直接定位記錄，

　　　　  最後輸出。。。。。這個也就是部落格開頭的地方為什麼會出現RID的查詢。。。

 

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