数据库的查询优化研究

摘要：在以数据库为核心的应用系统中，查询操作最为频繁，实现快速查询将直接影响数据库应用系统的性能。正确地理解和恰当地使用索引可以在数据库中实现快速的数据查询。

关键词：数据库；查询优化；索引

中图分类号：TP311

文献标识码：A

文章编号：1009-3044(2007)01-10008-02

1　引言

随着各种行业中数据库业务量的激增，其结构的复杂性不断加大，与之相关的各类数据库管理系统必须要不断完善自身的性能，才能更好地满足难度日益增大的信息查询要求。作为解决途径之一，优化策略的选择与落实是十分重要的。

建立适当的索引是实现查询优化的首要前提。索引(index)是除表之外另一重要的、用户定义的存储在物理介质上的数据结构。当根据索引码的值搜索数据时，索引提供了对数据的快速访问。事实上，没有索引，数据库也能根据SELECT语句成功地检索到结果，但随着表变得越来越大，使用适当的索引的效果就越来越明显。

2　理解索引结构

实际上，可以把索引理解为一种特殊的目录。微软的SQLSERVER提供了两种索引：聚集索引(clustered index，也称聚类索引、簇集索引)和非聚集索引(no clustered index，也称非聚类索引、非簇集索引)。下面，我们举例来说明一下聚集索引和非聚集索引的区别。

我们的汉语字典的正文本身就是一个聚集索引。比如，我们要查“安”字，就会很自然地翻开字典的前几页，因为“安”的拼音是“an”，而按照拼音排序汉字的字典是以英文字母“a”开头并以“z”结尾的，那么“安”字就自然地排在字典的前部。如果您翻完了所有以“a”开头的部分仍然找不到这个字，那么就说明您的字典中没有这个字。也就是说，字典的正文部分本身就是一个目录，您不需要再去查其他目录来找到您需要找的内容。我们把这种正文内容本身就是一种按照一定规则排列的目录称为“聚集索引”。

如果您认识某个字，您可以快速地从自动中查到这个字。但您也可能会遇到您不认识的字，不知道它的发音，这时候，您就不能按照刚才的方法找到您要查的字，而需要去根据“偏旁部首”查到您要找的字，然后根据这个字后的页码直接翻到某页来找到您要找的字。但您结合“部首目录”和“检字表”而查到的字的排序并不是真正的正文的排序方法，比如您查“张”字，我们可以看到在查部首之后的检字表中“张”的页码是672页，检字表中“张”的上面是“驰”字，但页码却是63页，“张”的下面是“弩”字，页面是390页。很显然，这些字并不是真正的分别位于“张”字的上下方，现存您看到的连续的“驰、张、弩”三字实际上就是他们在非聚集索引中的排序，是字典正文中的字在非聚集索引中的映射。我们可以通过这种方式来找到您所需要的字，但它需要两个过程，先找到目录中的结果，然后再翻到您所需要的页码。我们把这种目录纯粹是目录，正文纯粹是正文的排序方式称为“非聚集索引”。

通过以上例子，我们可以理解到什么是“聚集索引”和“非聚集索引”。进一步引申一下，我们可以很容易的理解：每个表只能有一个聚集索引，因为目录只能按照一种方法进行排序。

3　何时使用聚集索引或非聚集索引

下面的表1中总结了实际应用中何时使用聚集索引或非聚集索引。

我们列出了何时应使用聚集索引或非聚集索引，事实上，我们可以通过前面聚集索引和非聚集索引的定义的例子来理解上表。如：返回某范围内的数据一项。比如您的某个表有一个时间列，恰好您把聚合索引建立在了该列，这时您查询2004年1月1日至2004年10月1日之间的全部数据时，这个速度就将是很快的，因为您的这本字典正文是按日期进行排序的，聚类索引只需要找到要检索的所有数据中的开头和结尾数据即可；而不像非聚集索引，必须先查到目录中查到每一项数据对应的页码，然后再根据页码查到具体内容。但在实践中以上规则却很容易被忽视或不能根据实际情况进行综合分析。下面我们将根据在实践中遇到的实际问题来谈一下索引使用的误区，以便于大家掌握索引建立的方法。

4　索引使用的误区

主键就是聚集索引这种想法笔者认为是极端错误的，是对聚集索引的一种浪费。通常，我们会在每个表中都建立一个ID列，以区分每条数据，并且这个ID列是自动增大的，步长一般为1。此时，如果我们将这个列设为主键，SQL SERVER会将此列默认为聚集索引。这样做有好处，就是可以让您的数据在数据库中按照ID进行物理排序，但笔者认为这样做意义不大。使用聚集索引的最大好处就是能够根据查询要求，迅速缩小查询范围。避免全表扫捕。在实际应用中，因为ID号是自动生成的，我们并不知道每条汜录的ID号，所以我们很难在实践中用ID号来进行查询。这就使让ID号这个主键作为聚集索引成为一种资源浪费。其次，让每个ID号都不同的字段作为聚集索引也不符合“大数目的不同值情况下不应建立聚合索引”规则；聚集索引的优势是很明显的，以最快的速度缩小查询范围和以最快的速度进行字段排序，而每个表中只能有一个聚集索引的规则，这使得聚集索引变得更加珍贵。

5　结束语

“水可载舟，亦可覆舟”，索引也一样。索引有助于提高检索性能，但过多或不当的索引也会导致系统低效。因为用户在表中每加进一个索引，数据库就要做更多的工作。过多的索引甚至会导致索引碎片。所以说，我们要建立一个适当的索引体系，特别是对聚合索引的创建，更应精益求精，以使您的数据库能得到高性能的发挥。