对SQL Server索引包含列（Include）的一点认识

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测试数据

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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：

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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

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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。  

*/  

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<strong>结果</strong>  



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。

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--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。

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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。

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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

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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。