对SQL Server索引包含列（Include）的一点认识

最近很忙，各种作业，各种课程设计，各种复习，各种其他的事，不过还是咬着牙写下这篇笔记，真是在百忙之中还不忘学习SQL Server。:)

测试数据

Drop table [dbo].[TestTb];
CREATE TABLE [dbo].[TestTb](
[Number] [char](20) Not NULL,
[Dt] [datetime] Not NULL,
[Id] [int] IDENTITY(1,1) )
Declare @rn  as int = 1;
Begin Tran
While(@rn <= 100000)
Begin
Insert Into [dbo].[TestTb](Number,Dt)
Select 'Number'+CAST(@rn as CHAR(7)),DATEADD(MM,CHECKSUM(NewId())%60,GETDATE());
Set @rn = @rn + 1
End
Commit

创建一个没有包含列的非聚集索引：

Create Unique Nonclustered Index idx_nc_number On [dbo].[TestTb](Number);
--查询索引信息
Select id.name,p.index_level,p.page_count,p.index_id, avg_record_size_in_bytes,max_record_size_in_bytes,min_record_size_in_bytes
from sys.dm_db_index_physical_stats(DB_ID('StudyDB'),Object_id('dbo.testtb'),null,null,'Detailed') as p
Inner Join sys.indexes as  id
On p.index_id = id.index_id
And p.object_id = id.object_id
And p.index_id > 1

结果




从上图可以看到，目前索引是3级结构，其中Index_Level为0的表示索引的叶级，为1、2的表示索引的非叶级，目前索引叶级的Size是

这样计算（索引键+RID+行开销）：20字节键列+8字节Rid+1字节系统开销 = 29字节，

索引非叶级（索引键+子页指针+行开销）：20字节键列+6字节Rid+1字节系统开销 = 27字节

测试：未添加索引包含列前的查询

DBCC DropCleanBuffers
DBCC FreeProcCache
Set Statistics IO On;
Select Number,dt
From dbo.TestTb
Where Number like 'Number99835'
Set Statistics IO Off;
/*
(1 行受影响)
表 'TestTb'。扫描计数 0，逻辑读取 4 次，物理读取 1 次，
预读 0 次，lob 逻辑读取 0 次，lob 物理读取 0 次，lob 预读 0 次。
*/

结果

可以看到，没添加包含列之前，优化器选择的是索引Seek + 1次Rid查找，

为什么此时要进行Rid查找呢，经过前面的分析我们已经知道，此时索引叶级长度为27，根本就没有存储dt列，

因此不得不根据8字节的RID定位到页并进行物理读取，因此出现了物理读取1次。物理读取是开销十分大的操作，

如果这样的操作过多，对查询效率的影响可想而知。而索引包含列便是为解决此类问题而提出。

--添加包含列
Drop index  idx_nc_number On dbo.TestTb
Create Unique Nonclustered Index idx_nc_number On dbo.TestTb(Number) Include(dt);

结果



再运行以上查询索引各级记录长度，可以看到此时索引的叶级增加了dt列的8个字节，此时长度：20字节键列+8字节Rid+1字节系统开销 +8字节dt长度 = 37字节，

因为此时在索引的叶级存储了dt列，而索引的非叶级长度没有改变，仍然是27字节。

DBCC DropCleanBuffers
DBCC FreeProcCache
Set Statistics  Io On;
Select Number,dt
From dbo.TestTb
Where Number = 'Number99835'
Set Statistics Io Off;
/*
(1 行受影响)
表 'TestTb'。扫描计数 0，逻辑读取 3 次，物理读取 0 次，
预读 0 次，lob 逻辑读取 0 次，lob 物理读取 0 次，lob 预读 0 次。
*/

结果



运行查询，可以看到，添加包含列后，逻辑扫描3次，其中三层索引占了3页，物理扫描不见了，因为此时在索引的叶级就可以找到列dt了。

查看此时的执行计划，是不是已经没有书签查找了呢。

Drop index  idx_nc_number On dbo.TestTb

以上测试中，dbo.TestTb的组织形式是堆，也就是说该表没有聚集索引。

当表中有聚集索引时，大致情况跟以上类似，只不过此时非聚集索引叶级不再存储RID，而是存储聚集键或者聚集键+唯一标识。

值得注意的是，当非聚集索引不是唯一时，非聚集索引的非叶级会包括：索引键，子页指针，书签值。

其中当表为聚集表时书签值为聚集索引键或者聚集索引键值+唯一标识，当表组织为堆时，书签值为8字节RID

以下代码dbo.TestTb上创建一个非唯一非聚集索引

Create Nonclustered Index idx_nc_number On dbo.TestTb(Number) Include(dt);

再运行以上查询索引各级记录长度，此时，相比较之前创建的唯一非聚集索引，非唯一非聚集索引的非叶级居然多了8字节RID书签值。

我觉此时似乎是严重冗余了，尽管是非常有必要的。当表组织为堆时还好，最多也就增加8字节长度，然而如果是聚集表时，则键列可能增加900多字节，

如果索引中每行都存储这900多字节的书签值，势必会导致索引级数的增加，从而增加IO读取次数而严重影响查询效率。

总结

索引包含列的优势：

1、索引包含列可以减少书签查找，提高查找效率；

2、索引包含列的包含列不会增加非叶级索引宽度，意味着不会因为非叶级宽度而增加页数。

3、索引包含列不受900字节、最多16个键列以及无法在大类型数据列如（varchar(max)）上创建键列的限制。

当然，使用索引包含列也会增加索引叶级的宽度，可能会导致更多页存储甚至索引级数增加，这就要看你如果适当处理了。