SQL Server 深入解析索引儲存(上)

概述

最近要分享一個課件就重新把這塊知識整理了一遍出來，篇幅有點長，想要理解的透徹還是要上機實踐。

聚集索引

--建立測試資料庫

CREATE DATABASE Ixdata

GO

USE [Ixdata]

GO

---建立測試表

CREATE TABLE Orders

(ID INT PRIMARY KEY IDENTITY(1,1),

NAME CHAR(80)NOT NULL,

IDATE DATETIME NOT NULL DEFAULT(GETDATE())

);

GO

---插入1000條測試資料

DECLARE @ID INT=1

WHILE(@ID<=1000)

BEGIN

INSERT INTO Orders(NAME)VALUES('商品'+CONVERT(NVARCHAR(20),@ID))

SET @ID=@ID+1

END

GO

SELECT * FROM Orders

GO

分析新建立的表的頁的資訊

---顯示跟蹤標誌的狀態

DBCC TRACESTATUS

---開啟跟蹤標誌

DBCC TRACEON(3604,2588)

--DBCC TRACEOFF(3604,2588)

---獲取物件的資料頁，結構：資料庫、物件、顯示

DBCC IND(Ixdata,Orders,-1)

/*
1：顯示所有分頁的資訊，包括IAM分頁,資料分頁,所有存在的LOB分頁和行上限溢位頁,索引分頁
-1： 顯示所有IAM、資料分頁、及指定物件上全部索引的索引分頁.
-2： 顯示指定物件的所有IAM分頁
0:顯示所有IAM、資料分頁.
*/

DBCC IND的表結構

還可以透過另一種方法來測試：

select so.name, so.object_id, sp.index_id, internals.total_pages, internals.used_pages, internals.data_pages,first_iam_page,

first_page, root_page

from sys.objects so

inner join sys.partitions sp on so.object_id = sp.object_id

inner join sys.allocation_units sa on sa.container_id = sp.hobt_id

inner join sys.system_internals_allocation_units internals on internals.container_id = sa.container_id

where so.object_id = object_id('orders')

最後三個欄位分別是IAM頁，根頁，和第一個資料頁；它們分別用16進位制來表示，拿first_iam_page來分析，首先將編碼從右往左一個位元組接著一個位元組反過來排行（0X代表16進位制），結果就是0X,00 01,00 00 00 50;前兩個位元組代表檔案組號，最後4個位元組代表頁號。16進位制的0001轉換成10進位制就是1；16進位制的00 00 00 50轉換成10進位制就是5*16的1次方=5*16=80，所以第一個資料頁是4*16+15=79，根頁是5*16+9=89 結果和前面的查詢出來的結果是一樣的。從表格的otal_pages,used_pages,data_pages得到的結果也和前面查詢出來的結果是一致的，總分配了17個頁，使用了15個頁包括13個資料頁+1個IAM頁+1個索引頁。

手繪一張當前表格的聚集索引體系結構圖：

分析索引頁

---DBCC page的格式為(資料庫，檔案id,頁號，顯示)

DBCC page(Ixdata,1,89,3)

分析結果89頁下麵的子頁總共有13頁，每頁80條記錄，89索引頁記錄了每頁的的鍵值的最小值，第一頁就是id為1-80,第二頁81-160，所以當你要找ID為150的資料的時候直接就可以去第90頁裡面找了。

PAGE HEADER

分析資料頁

透過這些資料我們基本上可以知道90頁的基本情況了，包括它的欄位長度，上一頁、下一頁，還有該頁的所以記錄（這裡沒有截圖出來）。

插入20萬條記錄分析索引結構

--插入20萬條記錄分析索引結構

DECLARE @ID INT=1

WHILE(@ID<=200000)

BEGIN

INSERT INTO Orders(NAME)VALUES('商品'+CONVERT(NVARCHAR(20),@ID))

SET @ID=@ID+1

END

CREATE TABLE Page

(

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,

PrevPageFID TINYINT,

PrevPagePID INT

);

GO

INSERT INTO Page EXEC('DBCC IND(Ixdata,Orders,-1)')

---查詢索引頁

SELECT [PageFID]

,[PagePID]

,[IAMFID]

,[IAMPID]

,[ObjectID]

,[IndexID]

,[PartitionNumber]

,[PartitionID]

,[iam_chain_type]

,[PageType]

,[IndexLevel]

,[NextPageFID]

,[NextPagePID]

,[PrevPageFID]

,[PrevPagePID]

FROM [Ixdata].[dbo].[Page]

WHERE PageType=2

go

select so.name, so.object_id, sp.index_id, internals.total_pages, internals.used_pages, internals.data_pages,first_iam_page,

first_page, root_page

from sys.objects so

inner join sys.partitions sp on so.object_id = sp.object_id

inner join sys.allocation_units sa on sa.container_id = sp.hobt_id

inner join sys.system_internals_allocation_units internals on internals.container_id = sa.container_id

where so.object_id = object_id('orders')

透過兩種方法查詢到的索引頁的數量是一樣的，下麵的這種計算方法是2524-2513-1(IAM頁)=10，其中807頁是root_page頁它在第二級，其它的是中間級索引頁頁就是第一級；頁可以透過下麵的16進位制計算出來，IAM=5*16=80，ROOT_PAGE=3*16*16+2*16+7=807

再分析89頁

---DBCC page的格式為(資料庫，檔案id,頁號，顯示)

DBCC page(Ixdata,1,89,3)

查詢結果總共有269行，頁就是269個資料頁，orders表總共插入了201000條記錄，一個頁面存80條記錄，就需要2513個頁面和上面查詢到的data_page是一樣的。每個索引頁儲存269個資料頁面就需要（‘select 2513*1.0/269’除不盡加1）10個索引頁，查詢最後一個索引頁2698發現它還沒分頁共儲存了361條記錄，總共8*269+361=2513

手繪儲存結構

手繪的有點難看，但是意思差不多表達出來了。

大型物件 (LOB) 列

根據聚集索引中的資料型別，每個聚集索引結構將有一個或多個分配單元，將在這些單元中儲存和管理特定分割槽的相關資料。每個聚集索引的每個分割槽中至少有一個 IN_ROW_DATA 分配單元。如果聚集索引包含大型物件 (LOB) 列，則它的每個分割槽中還會有一個 LOB_DATA 分配單元。如果聚集索引包含的變數長度列超過 8,060 位元組的行大小限制，則它的每個分割槽中還會有一個 ROW_OVERFLOW_DATA 分配單元。

---建立測試表

CREATE TABLE Orderslob

(ID INT PRIMARY KEY IDENTITY(1,1),

NAME CHAR(80)NOT NULL,

Product NVARCHAR(MAX) NOT NULL,

IDATE DATETIME NOT NULL DEFAULT(GETDATE())

);

GO

---插入1000條測試資料

DECLARE @ID INT=1

WHILE(@ID<=1000)

BEGIN

INSERT INTO Orderslob(NAME,Product)VALUES(CONVERT(NVARCHAR(20),@ID)+'商品',REPLICATE(@ID,2))

SET @ID=@ID+1

END

--REPLICATE(@ID,200)

GO

DBCC IND(Ixdata,Orderslob,1)

--檢視2719資料頁的資訊

DBCC page(Ixdata,1,2719,1)

結果記錄了每一條記錄的偏移量。

每個人在自己的電腦上面測試頁面id會不一樣，但是反應的結果是一樣的。

總結

本來想全部寫完的，等寫完這部分的時候發現篇幅已經有點長了，而且自己也有的吃不消熬到1點才寫完，接下來還有中下兩部分會儘快在幾天內寫完，歡迎關註。

來源：pursuer.chen

連結：http://www.cnblogs.com/chenmh/p/4356428.html