SQLServer相关

最近在学习数据库索引，所以在这里记录下最近的学习心得。

热身学习。

1.二叉平衡树和B树B+树的概念需要了解。

2.了解二叉平衡树的旋转。

3.思考为何数据库索引不使用二叉平衡树而选择B树或者B+树。

4.思考B+树作为索引相对于B树的优点在哪里。

具体可以参考：

MySQL索引背后的数据结构及算法原理

平衡二叉树_B树严蔚敏老师

知识总结

1.聚集索引

叶子节点包含聚集键值和全部数据。

表中的数据顺序通过聚集键的顺序来维护，聚集索引树本身就包含了一个表。

单独的外链双链表来进行页之间的维护。也就是说在每页中是有序的，每个页也是有序的。

思考，那如果页的最后一条数据添加或者删除会有哪些情况？

思考，聚集键值唯一性，宽度，易变性因素对整个索引产生的影响。

唯一性在下面的问题中探讨。

宽度的影响首先影响本身B树的每个节点的度，其次辅助索叶子节点引用键值的成本增加。

易变性使其记录需要重新定位，容易产生页面分离和碎片。其次每个辅助索引需要修改。

思考，通过聚集键找到叶子节点的时候，将叶子节点的页面加载进来的时候是通过二分查找吗？

2.非聚集索引

叶子节点存储的是索引键值和【聚集键或者sqlserver生成物理标示符RID】

思考RID是sqlserver自动生成的，还是真实物理地址。？

真实的物理行号。

思考，为何聚集键值必须唯一。

假设聚集键值不唯一，聚集键为姓名，非聚集键值为身份证号，如果一个非聚集索引是唯一的如身 份证号，定位到一个姓名A如果存在多个人姓名为A则更新的是跟新多个人的姓名是不合理的，因为 身份证号是唯一的。

如果聚集键不一定则sqlserver会在必要时添加一个隐藏的唯一标识列来保证内部的唯一性。

思考索引和约束有哪些区别？

索引会建立真实的物理结构需要维护，而索引则是逻辑上的意义。

3.索引结构

对于聚簇索引表的聚簇索引结构如下。

Sql代码


-- 创建聚簇索引表

create table employee(

id int not null identity,

lastname Nchar(30) not null,

firstname nchar(29) not null,

middleinit nchar(1) null,

ssn char(11) not null,

othercolumns char(258) not null default 'jack');

alter table employee add constraint employeePK primary key clustered (id)

select * from employee

-- 80000条

insert into employee(lastname,firstname,middleinit,ssn,othercolumns) values('','','','','')

-- 查询索引结构

select index_depth as 'Depth'

,index_level as 'Level'

,record_count

,page_count

,avg_page_space_used_in_percent as 'pgPercentFull'

,min_record_size_in_bytes as 'minLen'

,max_record_size_in_bytes as 'maxLen'

,avg_record_size_in_bytes as 'avgLen'

from sys.dm_db_index_physical_stats(DB_ID('test'),OBJECT_ID('employee'),1,null,'detailed')



Sql代码


dbcc page ( {'dbname' | dbid}, filenum, pagenum [, printopt={0|1|2|3} ])

The filenum and pagenum parameters are taken from the page IDs that come from various system tables and appear in DBCC or other system error messages. A page ID of, say, (1:354) has filenum = 1 and pagenum = 354.

The printopt parameter has the following meanings:

0 - print just the page header

1 - page header plus per-row hex dumps and a dump of the page slot array (unless its a page that doesn't have one, like allocation bitmaps)

2 - page header plus whole page hex dump

3 - page header plus detailed per-row interpretation

database consistenecy checker,简称dbcc

Trace flag 3604 is to print the output in query window.

Since you have not given -1 parameter (DBCC TRACEON(6304,-1)),

it would be session specific. Once you close the window, it would be cleared.

Sql代码


-- 寻找12345的记录。

--创建临时表

create table temp_table(

PageFID tinyint,

pagePID int ,

IAMFID tinyint,

IAMPID int,

objectID int,

indexID tinyint,

partitionNumber tinyint,

partitionID bigint,

iam_chain_type varchar(30),

pagetype tinyint,

indexLevel tinyint,

nextpageFID tinyint,

nextpagePID int,

prePageFID tinyint,

prepagePID int,

primary key(PageFID,PagepID)

)

--寻找索引id

select * from sys.sysindexes where name='employeePK'

--查询dbcc ind结果集

--此处需要索引ID

truncate table temp_table

insert temp_table

exec ('dbcc ind (test,employee,1)')

-- 找到根页

select indexLevel,

PageFID,

pagePID,

prePageFID,

prepagePID,

nextpageFID,

nextpagePID

from temp_table

order by indexLevel desc,prepagePID

--查询根页的记录开始B树搜索

--LEVEL 2

dbcc page('test',1,1695,3)

--LEVEL 1

dbcc page('test',1,1966,3)

--LEVEL 0

dbcc traceon(3604)

dbcc page('test',1,1690,3)

根据索引名称获取索引ID



根据索引ID找到级别2的Root页号



查询级别2的页内容，定位级别1的页号。



根据级别1的页号，查询级别1的内容，定位叶子节点的页号。



根据叶子节点的页号，查询叶子节点的内容。



聚簇索引表的非聚簇索引结构。

Sql代码


-- 修改原来的聚簇索引表结构

update employee set ssn = CAST(id as char(8))+'ssn'

--添加UK索引

alter table employee add constraint employeeSSNUK unique nonclustered (ssn)

--还是查找12345

-- 查询索引结构

select index_depth as 'Depth'

,index_level as 'Level'

,record_count

,page_count

,avg_page_space_used_in_percent as 'pgPercentFull'

,min_record_size_in_bytes as 'minLen'

,max_record_size_in_bytes as 'maxLen'

,avg_record_size_in_bytes as 'avgLen'

from sys.dm_db_index_physical_stats(DB_ID('test'),OBJECT_ID('employee'),2,null,'detailed')

--寻找索引ID 2

select * from sys.sysindexes where name='employeeSSNUK'

-- 查询结果集

truncate table temp_table

insert temp_table

exec ('dbcc ind (test,employee,2)')

-- 找到根页fID,pageID

select indexLevel,

PageFID,

pagePID,

prePageFID,

prepagePID,

nextpageFID,

nextpagePID

from temp_table

order by indexLevel desc,prepagePID

--查询根页内容找到叶子节点的页号

dbcc page('test',1,13216,3)

--查询叶子节点的内容 存储的是聚集键

dbcc traceon(3604)

dbcc page('test',1,9037,3)

查询索引结构



查询索引ID



寻找根页号需要fID和pageID



查询根页内容，根据范围寻找叶子节点的页号。



查询叶子节点的内容。



关于堆表索引结构

Sql代码


--创建堆表

create table employeeHeap(

id int not null identity,

lastname Nchar(30) not null,

firstname nchar(29) not null,

middleinit nchar(1) null,

ssn char(11) not null,

othercolumns char(258) not null default 'jack');

alter table employeeHeap add constraint employeeHeapPK primary key nonclustered (id)

--查询索引ID

select * from sys.sysindexes where name='employeeHeapPK'

-- 查询索引的结构

select index_depth as 'Depth'

,index_level as 'Level'

,record_count

,page_count

,avg_page_space_used_in_percent as 'pgPercentFull'

,min_record_size_in_bytes as 'minLen'

,max_record_size_in_bytes as 'maxLen'

,avg_record_size_in_bytes as 'avgLen'

from sys.dm_db_index_physical_stats(DB_ID('test'),OBJECT_ID('employeeHeap'),3,null,'detailed')

truncate table temp_table

insert temp_table

exec ('dbcc ind (test,employeeHeap,3)')

-- 查找12345 步骤

-- 找到根页

select indexLevel,

PageFID,

pagePID,

prePageFID,

prepagePID,

nextpageFID,

nextpagePID

from temp_table

order by indexLevel desc,prepagePID

--level 1 7888

dbcc page('test',1,7888,3)

--查看叶节点的内容

dbcc page('test',1,7830,3)

-- 创建解析函数

create function convert_rids (@rid binary(8))

returns varchar(30)

as

begin

return (

convert (varchar(5),

convert(int,substring(@rid,6,1)

+substring(@rid,5,1)))

+':'+

convert(varchar(10),convert(int,substring(@rid,4,1) +substring(@rid,3,1)+substring(@rid,2,1)+substring(@rid,1,1)))

+':'+

convert(varchar(5),convert(int,substring(@rid,8,1)+substring(@rid,7,1)))

)

end

--fileID,pageID,slotNum 解析rid

select test.dbo.convert_rids(0x5126000001000400)

--查看行的内容

dbcc traceon(3604)

dbcc page('test',1,9809,3)

查询索引ID



根据索引ID查看索引结构



根据索引ID获取根页号



查看根页的内容获取子节点的fID和pageID



根据根页提供的pageID查看叶子节点的内容

叶子节点存储的是物理行号，



解析行号。



查看行数据。