30 分鐘快快樂樂學 SQL Performance Tuning

阿新 • • 發佈：2019-01-20

• Primary Key 欄位的長度儘量小，能用 small integer 就不要用 integer。例如員工資料表，若能用員工編號當主鍵，就不要用身分證號碼。

• 一般欄位亦同。若該資料表要存放的資料不會超過 3 萬筆，用 small integer 即可，不必用 integer。

• 文字欄位若長度固定，如：身分證號碼，就不要用 varchar 或 nvarchar，應該用 char 或 nchar。

• 文字欄位若長度不固定，如：地址，則該用 varchar 或 nvarchar。除了可節省儲存空間外，存取硬碟時也會較有效率。

• 設計欄位時，若其值可有可無，最好也給一個預設值，並設成「不允許 NULL」(一般欄位預設為「允許 NULL」)。因為 SQL Server 在存放和查詢有 NULL 的資料表時，會花費額外的運算動作 [2]。

• 若一個數據表的欄位過多，應垂直切割成兩個以上的資料表，並可用同名的 Primary Key 一對多連結起來，如：Northwind 的 Orders、Order Details 資料表。以避免在存取資料時，以「集簇索引 (clustered index)」掃描時會載入過多的資料，或修改資料時造成互相鎖定或鎖定過久。

------------------------------

2、適當地建立索引

• 記得自行幫 Foreign Key 欄位建立索引，即使是很少被 JOIN 的資料表亦然。

• 替常被查詢或排序的欄位建立索引，如：常被當作 WHERE 子句條件的欄位。

• 用來建立索引的欄位，長度不宜過長，不要用超過 20 個 Byte

的欄位，如：地址。

• 不要替內容重複性高的欄位建立索引，如：性別；反之，若重複性低的欄位則適合建立索引，如：姓名。

• 不要替使用率低的欄位建立索引，以免浪費硬碟空間。

• 不宜替過多欄位建立索引，否則反而會影響到「INSERT、UPDATE、DELETE」的性能，尤其是以「OLTP (聯機事務處理；線上交易)」為主的網站資料庫。

• 若資料表存放的資料很少，就不必刻意建立索引。否則可能資料庫沿著存放索引的「樹狀結構」(Balanced Tree) 去搜尋索引中的資料，反而比掃描整個資料表還慢。

• 若查詢時符合條件的資料很多，則透過「非集簇索引 (non-clustered index)」搜尋的性

能，反而可能不如整個資料表逐筆掃描。

• 建立「集簇索引」的欄位選擇至為重要，會影響到整個索引結構的性能。要用來建立「集簇索引」的欄位，務必選擇「整數」型別 (鍵值會較小)、唯一、不可為 NULL。

------------------------------

3、適當地使用索引

• 有些書籍會提到，使用「LIKE、%」做模糊查詢時，即使您已替某個欄位建立索引 (如下方程式碼的 CustomerID欄位)，但以常量字元開頭才會使用到索引，若以萬用字元 (%) 開頭則不會使用索引，如下所示：

USE Northwind;
GO
SELECT * FROM Orders WHERE CustomerID LIKE 'D%'; --使用索引
SELECT * FROM Orders WHERE CustomerID LIKE '%D'; --不使用索引

在 SQL Server 2005 執行完成後按 Ctrl+L，可檢閱如下圖的「執行計劃」。

圖 1　可看出「查詢最佳化程式」有使用到索引做搜尋

圖 2　在此的「集簇索引」掃描，並未直接使用索引，性能上幾乎只等於掃描整個資料表

但經版工反覆測試，這種語法是否會使用到索引，抑或會逐筆掃描，並非絕對的。仍要看所下的查詢關鍵詞，以及欄位內所儲存的資料內容而定。但對於儲存資料筆數龐大的資料表，最好還是少用 LIKE 做模糊查詢。

• 以下的運算子會造成「負向查詢」，常會讓「查詢最佳化程式」無法有效地使用索引，最好能用其它運算子和語法改寫 (經版工測試，並非有負向運算子，就絕對無法使用索引)：
NOT 、 != 、 <> 、 !> 、 !< 、 NOT EXISTS 、 NOT IN 、 NOT LIKE

• 避免讓 WHERE 子句中的欄位，去做字串的串接或數字運算，否則可能導致「查詢最佳化程式」無法直接使用索引，而改採「集簇索引掃描」(經版工測試並非絕對)。

• 資料表中的資料，會依照「集簇索引」欄位的順序存放，因此當您下 BETWEEN、GROUP BY、ORDER BY 時若有包含「集簇索引」欄位，由於資料已在資料表中排序好，因此可提升查詢速度。

• 若使用「複合索引」，要注意索引順序上的第一個欄位，才適合當作過濾條件。

------------------------------

4、避免在 WHERE 子句中對欄位使用函式

對欄位使用函式，也等於對欄位做運算或串接的動作，一樣可能會讓「查詢最佳化程式」無法有效地使用索引。但真正對性能影響最重大的，是當您的資料表內若有 10 萬筆資料，則在查詢時就需要呼叫函式 10 萬次，這點才是真正的性能殺手。程式設計師應注意，在系統開發初期可能感覺不出差異，但當系統上線且資料持續累積後，這些語法細節所造成的性能問題就會逐步浮現。

SELECT * FROM Orders WHERE DATEPART(yyyy, OrderDate) = 1996 AND DATEPART(mm, OrderDate)=7
可改成
SELECT * FROM Orders WHERE OrderDate BETWEEN '19960701' AND '19960731'

SELECT * FROM Orders WHERE SUBSTRING(CustomerID, 1, 1) = 'D'
可改成
SELECT * FROM Orders WHERE CustomerID LIKE 'D%'

注意當您在下 UPDATE、DELETE 語句時，若有采用 WHERE 子句，也應符合上述原則。。

------------------------------

5、AND 與 OR 的使用

在 AND 運算中，「只要有一個」條件有用到索引 (如下方的 CustomerID)，即可大幅提升查詢速度，如下圖 3 所示：

SELECT * FROM Orders WHERE CustomerID='VINET' AND Freight=32.3800 --使用索引，會出現下圖 3 的畫面

SELECT * FROM Orders WHERE Freight=32.3800 --不使用索引，會出現上圖 2 的畫面

圖 3

但在 OR 運算中，則要「所有的」條件都有可用的索引，才能使用索引來提升查詢速度。因此 OR 運算子的使用必須特別小心。

若您將上方 AND 的範例，邏輯運算子改成 OR 的話，如下所示：

SELECT * FROM Orders WHERE CustomerID='VINET' OR Freight=32.3800

由於無法有效地使用索引，也會出現圖 2 的畫面。

在使用 OR 運算子時，只要有一個條件 (欄位) 沒有可用的索引，則其它所有的條件 (欄位) 都有索引也沒用，只能如圖 2 般，把整個資料表或整個集簇索引都掃描過，以逐筆比對是否有符合條件的資料。

據網路上檔案的說法 [1]，上述的 OR 運算語句，我們還可用 UNION 聯集適當地改善，如下：

SELECT * FROM Orders WHERE CustomerID='VINET'
UNION
SELECT * FROM Orders WHERE Freight=32.3800

此時您再按 Ctrl+L 檢閱「執行計劃」，會發現上半段的查詢會使用索引，但下半段仍用集簇索引掃描，對性能不無小補。

------------------------------

6、適當地使用子查詢

相較於「子查詢 (Subquery)」，若能用 JOIN 完成的查詢，一般會比較建議使用後者。原因除了 JOIN 的語法較容易理解外，在多數的情況下，JOIN 的性能也會比子查詢較佳；但這並非絕對，也有的情況可能剛好相反。

我們知道子查詢可分為「獨立子查詢」和「關聯子查詢」兩種，前者指子查詢的內容可單獨執行，後者則無法單獨執行，亦即外層查詢的「每一次」查詢動作都需要引用內層查詢的資料，或內層查詢的「每一次」查詢動作都需要參考外層查詢的資料。

以下我們看一個比較極端的例子 [2]。若我們希望所有查詢出來的資料，都能另外給一個自動編號，版工我在之前的文章「ASP.NET 資料分頁第一篇 - 探討分頁原理及 SQL Server 2005 的 ROW_NUMBER 函式」中有介紹過，可用 SQL Server 2005 中新增的 ROW_NUMBER 函式輕易地達成，且 ROW_NUMBER 函式還能再加上「分群 (PARTITION BY)」等功能，而且執行效能極佳。

圖 4　將 Orders 資料表的 830 筆資料都撈出來，並在右側給一組自動編號

現在我們要如上圖 4 般，將 Northwind 資料庫中 Orders 資料表的 830 筆資料都撈出來，並自動給一組編號，若用 ROW_NUMBER 函式的寫法如下所示，而且性能極佳，只要 2 ms (毫秒)，亦即千分之二秒。

SET STATISTICS TIME ON

SELECT OrderID, ROW_NUMBER() OVER(ORDER BY OrderID) AS 編號
FROM dbo.Orders

但如果是傳統的「子查詢」寫法，或輔以 AS 關鍵詞的「衍生資料表」的語法，寫法必須如下 (拷貝後在 SQL Server 中實際可執行)：

SET STATISTICS TIME ON

SELECT OrderID,
(SELECT COUNT(*) FROM dbo.Orders AS 內圈
WHERE 內圈.OrderID <= 外圈.OrderID) AS 編號
FROM dbo.Orders AS 外圈
ORDER BY 編號

但這種舊寫法，會像先前所提到的，外層 (外圈) 查詢的「每一次」查詢動作都需要引用內層 (內圈) 查詢的資料。以上方示例而言，外層查詢的每一筆資料，都要等內層查詢「掃描整個資料表」並作比對和計數，因此 830 筆資料每一筆都要重複掃描整個資料表 830 次，所耗用的時間也因此爆增至 170 ms。

若您用相同的寫法，去查詢 AdventureWorks 資料庫中，有 31,465 筆資料的 Sales.SalesOrderHeader 資料表，用 ROW_NUMBER 函式要 677 ms，還不到 1 秒鐘；但用子查詢的話，居然要高達 233,835 ms，將近快 4 分鐘的時間。

-- 用ROW_NUMBER的寫法，改查詢 AdventureWorks 資料庫 (31,465 筆資料，要 677 ms，還不到 1 秒鐘)

SELECT SalesOrderID, ROW_NUMBER() OVER(ORDER BY SalesOrderID) AS rownum
FROM Sales.SalesOrderHeader

-- 用「子查詢」的寫法，改查詢 AdventureWorks 資料庫 (31,465 筆資料，要233,835 ms，將近 4 分鐘)

SELECT SalesOrderID,
(SELECT COUNT(*) FROM Sales.SalesOrderHeader AS 內圈
WHERE 內圈.SalesOrderID <= 外圈.SalesOrderID) AS 編號
FROM Sales.SalesOrderHeader AS 外圈
ORDER BY 編號

雖然這是較極端的範例，但由此可知子查詢的撰寫，在使用上不可不慎，尤其是「關聯子查詢」。程式設計師在系統開發初期、資料量還很少時感受不到此種 SQL 語法的重大陷阱；但等到系統上線幾個月或一兩年後，就會有反應遲緩的現象，不可不慎。

注：AS 關鍵詞及「衍生資料表」是 SQL Server 的語法，「衍生資料表」只會存在記憶體中，AS 關鍵詞的作用是賦予一個別名。過去許多必須用暫存資料表或 View (檢視) 的情況，現在都可以用「衍生資料表」來取代，如此一來不但可以降低資料庫管理工作的負擔，亦可提升查詢效能。

------------------------------

7、其他查詢技巧

• DISTINCT、ORDER BY 語法，會讓資料庫做額外的計算。此外「聯集」的使用，若沒有要剔除重複資料的需求，使用 UNION ALL 會比 UNION 更優，因為後者會加入類似 DISTINCT 的演算法。

• 在 SQL Server 2005 中，存取資料庫物件時，最好明確指定該物件的「結構描述 (Schema)」，也就是使用兩節式的名稱，如下方程式碼所示。否則若呼叫者的預設 Schema 不是 dbo，則 SQL Server 在執行時，會先尋找該使用者預設 Schema 所搭配的物件，找不到的話才會轉而使用預設的 dbo，會多耗費尋找的時間。因此若要執行一個叫做 dbo.mySP1 的 Stored Procedure，應使用以下的兩節式名稱：

EXEC dbo.mySP1

------------------------------

8、儘可能用 Stored Procedure 取代應用程式直接存取資料表

Stored Procedure 除了經過事先編譯、性能較好以外，亦可節省 SQL 語句傳遞的網路頻寬，也方便商業邏輯的重複使用。再搭配自訂函式和 View 的使用，將來若要修改資料表結構、重新切割或「反正規化」時亦較方便。

------------------------------

9、儘可能在資料來源層，就先過濾資料

使用 SELECT 語法時，儘量避免傳回所有的資料至前端而不設定 WHERE 等過濾條件。雖然 ASP.NET 中 SqlDataSource、ObjectDataSource 控制元件的 FilterExpression 可再做篩選，GridView 控制元件的 SortExpression 可再做排序，但會多消耗掉資料庫的系統資源、web server 的記憶體和網路頻寬。最好還是在資料庫和資料來源層，就先用 SQL 條件式或 Stored Procedure篩選出所要的資料。有關這方面，網友們可參考版工我之前寫的「ASP.NET 資料分頁」系列的四篇帖子。

------------------------------

結論：
本文的觀念，不管是寫 SQL statement、Stored Procedure、自訂函式或 View 皆然。本文只是挑出程式設計師較容易犯的 SQL 語法性能問題，以期能在短時間瀏覽過本文後，在寫 ADO.NET 程式時能修正以往隨興的 SQL 語句撰寫習慣。文中提到的幾點，只不過是 SQL 語法性能議題的入門。市面上有很多更進階的書籍，例如：「The Art of SQL，有興趣者可自行翻閱。

------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------

參考檔案：

------------------------------

參考書籍：

------------------------------

相關檔案：

30 分鐘快快樂樂學 SQL Performance Tuning

30 分鐘快快樂樂學 SQL Performance Tuning

30分鐘全面解析-SQL事務+隔離級別+阻塞+死鎖

Microsoft.SQL.Server2012.Performance.Tuning.Cookbook學習筆記(一)

30分鐘帶你學透快應用介面開發的最正確姿勢

SQL 日期提前 30分鐘日期格式化

【跟我學oracle18c】第四十九天：Database 2 Day + Performance Tuning Guide： 2.1使用自動工作負載儲存庫收集資料庫統計資訊（AWR，ASH）

30分鐘學會如何使用Shiro

Shell腳本編程30分鐘入門

30分鐘掌握ES6/ES2015核心內容[上和下]，不錯的說

php 利用cookie設置用戶30分鐘未操作自動退出

30分鐘LINQ教程

項目實戰：iOS極光推送集成（30分鐘搞定）

正則表達式30分鐘入門教程

30分鐘了解Kotlin基本語法

輕松學SQL Server數據庫pdf

新手學SQL Server pdf

30分鐘學會如何使用Shiro(轉)

Spark Performance Tuning （性能調優）

Performance Tuning

自動登陸已失敗多次,30分鐘內請手動登陸

30 分鐘快快樂樂學 SQL Performance Tuning

相關推薦