SQL Server 2012的列存儲(chǔ)索引技術(shù)有效運(yùn)用

若想為加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫查詢的性能，可通過SQL Server 2012 在表中建立列式的索引，提高工作的效率。文章主要分析了列存儲(chǔ)縮影存儲(chǔ)的原理，探討列存儲(chǔ)索引應(yīng)用局限和優(yōu)勢(shì)，以便相關(guān)用戶能夠在列式索引下挖掘各種交互式數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲取既有數(shù)據(jù)商業(yè)價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】SQL Server 2012 列存儲(chǔ) 索引技術(shù) 有效應(yīng)用

1 前言

SQL Server 2012主要是應(yīng)用列式的存儲(chǔ)進(jìn)行索引，這種方式可以提升數(shù)據(jù)庫查詢的效率。通過結(jié)合其他的新功能與全新索引，在特定應(yīng)用的場(chǎng)景下，能夠大幅度提高數(shù)據(jù)庫查詢的性能，尤其一些決策與支持類查詢，能夠提高10倍及以上的效率。數(shù)據(jù)查詢性能提升，主要是經(jīng)過SQL Server的管理界面以及T-SQL的語句實(shí)現(xiàn)，所以能夠和SQL Server Reporting Services全部報(bào)表的解決方案兼容。

2 分析行存儲(chǔ)以及列存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)與缺陷

列存儲(chǔ)的索引可以存儲(chǔ)與分組每一列數(shù)據(jù)，再和所有列進(jìn)行聯(lián)接，組成完整的索引，這種索引方式與傳統(tǒng)索引不一樣，傳統(tǒng)的索引是存儲(chǔ)與分組每行數(shù)據(jù)，再對(duì)所有行進(jìn)行聯(lián)接，組成索引。

2.1 列存儲(chǔ)和行存儲(chǔ)

在SQL Server系統(tǒng)中，Page屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基本的單位，數(shù)據(jù)行為實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的單位，在出現(xiàn)Page Header以后，就開始存儲(chǔ)于Page中，于Page中根據(jù)行進(jìn)行存儲(chǔ)的記錄方式即為行存儲(chǔ)。如果數(shù)據(jù)是根據(jù)單列并不是多行來持續(xù)存儲(chǔ)，那就是列存儲(chǔ)。

2.2 行存儲(chǔ)缺陷

從圖1中能夠看出，在SQL Server 處理查詢數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將全部的索引頁都提取出來，這樣就會(huì)提取到無用部分，話句話說，會(huì)對(duì)全部列記錄進(jìn)行讀取，不需要的也被讀取。如果讀取了不需要數(shù)據(jù)，不僅會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存被大量浪費(fèi)，而且會(huì)增加I/O，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)整體的性能。

2.3 列存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)

從圖一中不難看出，磁盤每一個(gè)Page只可以對(duì)單列數(shù)值進(jìn)行存儲(chǔ)，并不能存儲(chǔ)整行數(shù)值。所以應(yīng)用壓縮算法，效率會(huì)比較高，主要因?yàn)閴嚎s算法可以作用在同類型數(shù)據(jù)上。如：假設(shè)一張三列數(shù)據(jù)表，從左至右分別是int與varchar、bool的類型，該表一共有一百條記錄。對(duì)int類型第一列的數(shù)據(jù)而言，使用壓縮的算法比較容易，并且壓縮率也相對(duì)較高。簡言之，無需對(duì)該表全部列進(jìn)行訪問，只需要訪問需要子集，這樣不僅能夠降低磁盤I/0，而且可以提高緩存，提升磁盤存儲(chǔ)的利用率。

3 列存儲(chǔ)局限和特征

3.1 SQL Server的列存儲(chǔ)技術(shù)特征

數(shù)據(jù)分裂的格式：對(duì)每個(gè)列數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)與分組。通過SQL Server的查詢與處理以后，能夠應(yīng)用新數(shù)據(jù)進(jìn)行布局，同時(shí)對(duì)查詢執(zhí)行的時(shí)間進(jìn)行改進(jìn)。

提高查詢結(jié)果的速率，列存儲(chǔ)的所以容易因?yàn)橄率鲆蛩馗焐上鄳?yīng)的結(jié)果。僅需讀取所需要列，所以從磁盤讀至內(nèi)存，再從內(nèi)存到處理器的緩存，這樣可以減少數(shù)據(jù)量；列經(jīng)過高度的壓縮，在很大程度上減少了移動(dòng)字節(jié)數(shù)與讀取字節(jié)數(shù)；很多數(shù)據(jù)的查詢不會(huì)涉及到表中全部列，所以大多數(shù)列并不會(huì)進(jìn)入到內(nèi)存中，將其和出色壓縮的方法結(jié)合，能夠?qū)彌_池的使用率進(jìn)行改善，降低總的I/O；高級(jí)查詢的執(zhí)行技術(shù)可以簡化處理列塊，降低CPU的使用率。

3.2 列存儲(chǔ)的索引局限性

所含列數(shù)需要控制于1024以內(nèi)；不能聚集，只可以將列存儲(chǔ)聚集以后才可以使用；并不是唯一的索引；不可以建立索引視圖或是視圖；不涵蓋稀疏列；不可以作為外鍵或是主鍵；不可以通過ALTER INDEX的語句進(jìn)行更改。需要在刪除以后重新建立列存儲(chǔ)的索引；不可以通過INCLUDE的關(guān)鍵字進(jìn)行創(chuàng)建；不可以含有DESC或是ASC的關(guān)鍵字，按照壓縮算法排序列存儲(chǔ)的索引，不可以在索引中排序，可以根據(jù)搜索算法排序索引中數(shù)值；不可以使用或是保留傳統(tǒng)索引方法所統(tǒng)計(jì)的信息；不能對(duì)里存儲(chǔ)的索引表進(jìn)行更新。

分析內(nèi)存受限情況：目前，類存儲(chǔ)的處理根據(jù)內(nèi)存中的處理需要實(shí)施了相應(yīng)的優(yōu)化。應(yīng)用SQL Server能夠完善若干的機(jī)制，在很大程度上改善大多數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或是數(shù)據(jù)使用情況，尤其在內(nèi)存不足的時(shí)候依然可以保證數(shù)據(jù)不會(huì)外溢。若內(nèi)存限制比較嚴(yán)重，在處理的過程中，需要應(yīng)用行內(nèi)存進(jìn)行處理。在部分實(shí)例中，會(huì)選取列存儲(chǔ)的索引當(dāng)做訪問的方法，然而內(nèi)存不足時(shí)，無法生成相應(yīng)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，就會(huì)先從操作列存儲(chǔ)開始，再默認(rèn)較慢代碼的路徑，在數(shù)據(jù)查詢時(shí)，就會(huì)因?yàn)閮?nèi)存受到嚴(yán)重限制，進(jìn)而降低了性能。

列存儲(chǔ)的索引生成要求內(nèi)存量一般如下： 8 MB×索引中列數(shù)×DOP/并行度，一般情況下，內(nèi)存的要求會(huì)伴隨字符串列比例的提高而不斷地增加，所以需要減少DOP ，以降低列存儲(chǔ)的索引生成列所需內(nèi)存。部分表達(dá)式計(jì)算比傳統(tǒng)表達(dá)式的計(jì)算效率高：在應(yīng)用列存儲(chǔ)的索引時(shí)，應(yīng)該應(yīng)用批處理的模式對(duì)部分常見的表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算，并不是重復(fù)的根據(jù)某一特定模式計(jì)算。應(yīng)用列存儲(chǔ)的索引不僅可以帶來計(jì)算效率快的優(yōu)勢(shì)，而且可以加速批處理與數(shù)據(jù)查詢的效果，并且在批處理時(shí)，也不會(huì)啟動(dòng)每個(gè)查詢的運(yùn)算符。此外，應(yīng)用列存儲(chǔ)的索引并不支持SEEK運(yùn)行：若查詢需要返回行一部分，優(yōu)化器則不會(huì)選取列存儲(chǔ)的索引，如needle-in-the-haystack的類型查詢。若應(yīng)用表提示的FORCESEEK，優(yōu)化器就可以不需要考慮到類存儲(chǔ)的索引。同時(shí)類存儲(chǔ)的索引不可以結(jié)合以下的功能：行壓縮、頁與vardecimal的存儲(chǔ)格式；復(fù)制；跟蹤更改；變更數(shù)據(jù)的捕獲；文件流。

4 結(jié)論

總而言之，SQL Server 2012提高的相關(guān)的查詢功能、列存儲(chǔ)索引，在技術(shù)方面取得突破性發(fā)展，能夠給數(shù)據(jù)庫的查詢提供性能的優(yōu)勢(shì)。并且企業(yè)最終用戶能夠應(yīng)用熟悉報(bào)表的工具進(jìn)行查詢，旨在較短時(shí)間里獲取數(shù)據(jù)商業(yè)的價(jià)值，使得企業(yè)變成主要獲益者。

參考文獻(xiàn)

[1]江凌，楊平利，楊梅.基于ADO.NET技術(shù)訪問SQL Server數(shù)據(jù)庫的編程實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，18（08）：95-98.

[2]王蕊.基于ObjectARX和SQL Server的AutoCAD圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[J].電子測(cè)試，2016，21（12）：87-88.

[3]張華東，邵秀麗，吳軍.SQL Server數(shù)據(jù)庫到HBase數(shù)據(jù)庫的模式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)遷移研究[J].智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用，2016，6（05）：24-30，34.

作者簡介

王玉銀（1982-），女，山西省芮城縣人。碩士學(xué)位。講師，計(jì)算機(jī)專任教師。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

作者單位

桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院信息工程學(xué)院 廣西壯族自治區(qū)桂林市 541006