學習資料庫的基礎知識的書籍

一開始學資料庫的時候，和學校裡教的 C/C++/Java 完全不是一個路子的事。你學會了 C 中的函式，Java 中的方法，卻無法理解 SELECT WHERE FROM 到底為什麼不能執行；你知道了指標，卻依舊不知道為什麼需要一個索引才能使得 SQL 跑的飛快。

其實入門來說，把書好好看看，例子好好做做，就會了。

從入門到能做事，才是需要花時間精進的。

資料庫的內部結構，就像是作業系統那麼複雜。

它涉及到的內容，有硬體三大件，即 CPU, 記憶體，IO；還有與之互動的軟體，SQL 和 內嵌的語言( 比如 CLR )

遠古時期的資料庫應用，只有少數科學家在上面跑批處理，瓶頸往往都是單個硬體元件，比如 CPU, 記憶體，IO. 大家都知道的是老式的硬碟，往往轉速不夠快，導致計算一直很緩慢，那麼用 RAID 就可以明顯提高效率了；記憶體在早期也沒有很多的容量，或者價格很高，很難民用；CPU 往往是發展最快的，摩爾定理 18 個月翻番，但在那時候，依舊達不到現在 i3 的速度。

所以就在那個時期，跑批花的時間可能是幾天。有部電影《模仿遊戲》，由圖靈艾倫（就是美國計算機協會以他的名義設立了圖靈獎的那個圖靈》自制的破譯德軍密碼的機器，在破譯之前大家能做的事情就是等著機器停下來。20世紀50年代，計算機被正式用起來的那段時期，資料管理概念（現在被稱為資料庫管理）已經成型了。那個年代基本上在硬體體系找效能最佳化突破口。

上述的故事，歷史告訴我們一個契機：在談論資料庫效能最佳化的時候，不可忽略機器，軟體本身的架構。在我們談論如何最佳化 SQL 的時候，能一定不能脫離資料庫軟體自身的體系結構。那麼以下的書單，是需要同時進行閱讀與操練的。

以我目前所使用的 SQL Server 來說，這些書可以按個看下去：

涉及到體系結構的，分別有《Microsoft SQL Server 2008 Internals》，《Inside SQL Server 2005/2008 Storage Engine》.

《Storage Engine》，切勿望文生義，不單講儲存，它是全面的讓我們瞭解 SQL Server 底層結構與上層應用的本質。書中的一張體系圖，非常好用。你之前用 Sql Server Management Studio 來拉一拉資料，還經常抱怨下，這介面怎麼老是執行的那麼慢，一會就卡死。看過之後，你就會覺得，哦，原來這些 SQL 還要經過這這這那那那步驟，難怪反應慢了，看來我得限制點資料跑一跑，或者去伺服器用Bulk 跑一下。你看是不是對調優也有幫助呢。本書除了講體系，更重要的是幫我們瞭解一些表，索引結構的知識。有些做了很久開發的朋友，其實是不知道為什麼要分割槽，怎樣分割槽的。所以在這裡可以看到，分割槽的概念就是分散式儲存的一個應用，利用多磁碟的軌道定址，幫助 SQL 查詢資料。

《Internals》是講內幕的書。你看了之前的《Storage Engine》能夠幫你瞭解是什麼，那麼這本書就帶你瞭解為什麼要這麼做。為什麼 Halloween Problem 會存在，即導致你的 SQL 迴圈，明明有了退出條件，為什麼始終等不到退出； 為什麼 SQL 有了 where 條件，卻把別人的查詢給堵塞了；為什麼 Inner join 沒有 Inner Hash Join 來得快，等等一系列問題，都會在書中有詳細例子給你做闡述。除了這些針對 SQL 本身的原理提出瞭解釋，本書還有很多實質性操作的案例。就比如 Inner Hash Join 。 我經常會問身邊做了4，5年開發的朋友，平時用什麼 Hint 來提高效能。他們很多時候給我的 答案是，搖頭，即不知道 Hint 是什麼。那麼 “ with(NOLOCK) 用過嗎 ”，“當然，這樣可以允許讀的快一點”。 所以假如你也不知道內幕是什麼，看這本書就對了。

如果想要再深入一點，可以看看《Windows Internals》。這是一本講 Windows 作業系統的書。講程式，執行緒，記憶體，NUMA， Performance Monitor, 在我們對資料庫做日常健康巡檢的時候，經常會用到的一些概念。

《Inside Microsoft SQL Server Queryting Tuning and Optimization》：如果大家平時的工作，就是為了拉資料快一點，而不想深入的去了解體系，就想在 3 個月內提高自己的 T-SQL 最佳化水平，那麼直接看這本吧。本書從實際的調優的角度出發，帶我們尋找，為什麼我們的 SQL 會慢，有可能的原因是，堵塞：伺服器資源不夠而造成的排隊等待，或者併發引起的競爭條件，即我們訪問的資源被別的程式給鎖住了；為什麼我們的 儲存過程會突然變慢，有可能的原因是因為重新編譯了，導致 CPU 變高，也有可能是因為 parameter sniff(引數嗅探帶來的計劃快取）。當然這本書裡還提到了邏輯處理與物理處理，即在我的微信公眾號有篇文章提到的執行計劃的Physical Operation(物理運算子). 這是 SQL 編寫層面的， 但是也能解釋，Join 中的 on 與 From 中的 where ，對最終結果的影響。資料庫級別的調優，本質上都要考慮整個庫的輸出質量，是對各個元件的平衡，以達到滿足絕大部分請求。

《資料庫索引設計以及最佳化》：索引在我們平時的 SQL 調優中，肯定是會優先考慮的步驟。那麼你知道為什麼索引要定期重建嗎；為什麼要將一些無關的欄位也放進索引裡面；為什麼在資料倉儲中藥使用點陣圖索引呢？ 這本書圍繞著索引講述了大量的索引實際操作，以及講解為什麼要這麼建。如果我們不知道成本最佳化的概念，其實有好的索引放在庫裡，但是最佳化器並沒有引用這個索引，我們也無法去引導最佳化器使用這個索引。書中還特別指出了最佳化器的盲點，需要人去做排程。這本是最佳化器的一個缺陷，但是給了 AI 從全量資料角度去幫我們做最佳化決策的一個入口。

《Database System implementation》，即《資料庫系統實現》。再有興趣的同學可能需要研讀一下這本書了，雖說是教科書，但是各家資料庫的供應商畢竟都有自己對 SQL 引擎的實現方式。萬變不離其宗，基本原理就在這裡。