SQL Server的Descending Indexes降序索引
索引是关系型数据库中优化查询性能的重要手段之一。对于需要处理大量数据的场景,合理的索引策略能够显著减少查询时间。
特别是在涉及多字段排序的复杂查询中,选择合适的索引类型(如降序索引)显得尤为重要。本文将探讨如何在SQL Server中使用降序索引优化查询性能,并通过实例展示其应用效果。
1、建立测试环境
测试环境:SQL Server 2012
表结构如下
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | USE [test]
GO
CREATE TABLE [dbo].[tt8](
[id] INT IDENTITY(1,1) NOT NULL ,
[win_num] [ int ] NOT NULL DEFAULT ((0)),
[lost_num] [ int ] NOT NULL DEFAULT ((0)),
[draw_num] [ int ] NOT NULL DEFAULT ((0)),
[offline_num] [ int ] NOT NULL DEFAULT ((0)),
[login_key] [nvarchar](50) NULL
CONSTRAINT [PK_user_T] PRIMARY KEY CLUSTERED
(
[id] ASC
) WITH (PAD_INDEX = OFF , STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF , IGNORE_DUP_KEY = OFF , ALLOW_ROW_LOCKS = ON , ALLOW_PAGE_LOCKS = ON ) ON [ PRIMARY ]
) ON [ PRIMARY ]
GO
|
插入测试数据
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 | DECLARE @i INT ;
DECLARE @sql NVARCHAR( MAX );
SET @i = 1;
WHILE @i <= 9
BEGIN
IF @i % 2 = 0
BEGIN
SET @sql
= N 'INSERT INTO [dbo].[tt8]
(
[win_num] ,
[lost_num] ,
[draw_num] ,
[offline_num] ,
[login_key]
)
VALUES (
' '' + CAST (@i+2 AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i-1 AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' '
);' ;
END ;
ELSE
BEGIN
SET @sql
= N 'INSERT INTO [dbo].[tt8]
(
[win_num] ,
[lost_num] ,
[draw_num] ,
[offline_num] ,
[login_key]
)
VALUES (
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' ' ,
' '' + CAST (@i AS NVARCHAR(3000)) + N '' '
);' ;
END ;
EXEC (@sql);
SET @i = @i + 1;
END ;
|
浏览数据
1 | SELECT * FROM [dbo].[tt8]
|
2、构建查询语句
查询语句如下,可以看到这个是组合字段排序,要求按照draw_num值正序,对于相同的draw_num值,按照win_num值倒序
1 | select top 10 * from [dbo].[tt8] order by [draw_num] asc ,[win_num] desc
|
根据查询语句建一个非聚集组合索引
1 2 3 4 5 6 | CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_tt8_draw_numwin_num] ON [dbo].[tt8]
(
[draw_num] ASC ,
[win_num] ASC
) WITH (online= ON ) ON [ PRIMARY ]
GO
|
建了非聚集索引之后,执行计划如下,可以看到无法用到刚才建的非聚集索引[IX_tt8_draw_numwin_num],因为建索引时候,两个字段的排序顺序都是单向遍历的,统一升序或统一降序
下面的执行计划说明数据库引擎扫描聚集索引之后,需要对[win_num]字段进行倒序排序,所以会看到sort算子
查询结果如下,查询结果没有问题
3、建降序索引
那么,建索引时候能不能按照查询语句的排序顺序,[draw_num] 升序,[win_num] 降序呢?
答案是可以的,再建一个新索引按照[draw_num] 升序,[win_num] 降序的排序顺序
1 2 3 4 5 6 | CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_tt8_draw_numwin_num_reverse] ON [dbo].[tt8]
(
[draw_num] ASC ,
[win_num] DESC
) WITH (ONLINE= ON ) ON [ PRIMARY ]
GO
|
建了索引之后,非聚集索引的结构大概是这样,第一个字段升序,第二个字段降序
再查询一次,查询结果如下,没有问题
执行计划如下,可以看到这次利用到索引[IX_tt8_draw_numwin_num_reverse],然后跟聚集索引联合返回结果
可以看到聚集索引/主键索引的存储结构,winnum字段是顺序排序存储的
1 | SELECT TOP 10 * FROM [dbo].[tt8]
|
[IX_tt8_draw_numwin_num_reverse]索引的存储结构是[win_num]字段倒序,[draw_num]字段升序存储的
这个倒序索引的弊端是,当向表插入数据或者更新数据时,需要先对[win_num]字段倒序排序再插入或者更新到[IX_tt8_draw_numwin_num_reverse]索引,所以性能会有一点损耗
1 | select [draw_num],[win_num] from [dbo].[tt8] with ( INDEX ([IX_tt8_draw_numwin_num_reverse]))
|
查询结果
通过这个例子说明,对于组合字段排序的语句,当多个字段排序顺序不一致的时候,只建单个字段的索引无法利用到索引,例如下面只建一个[draw_num] 字段的索引,在遇到下面语句时无法使用[IX_tt8_draw_num]索引
1 | select TOP 10 * FROM [dbo].[tt8] ORDER BY [draw_num] ASC ,[win_num] DESC
|
单字段索引
1 2 3 4 5 | CREATE NONCLUSTERED INDEX [IX_tt8_draw_num] ON [dbo].[tt8]
(
[draw_num] ASC
) WITH ( ONLINE = ON ) ON [ PRIMARY ]
GO
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必须要建立排序字段的组合索引,并且索引字段的排序要跟查询语句一致,这种索引在Oracle里面叫Descending Indexes
总结
降序索引(Descending Indexes)在 SQL Server 和 Oracle 的早期版本中已经支持,而 MySQL 直到 8.0 版本才引入这个功能,这也体现了不同数据库系统在功能上的演进。
在性能关键的场景下,商业数据库往往提供更强大和优化的功能。然而,索引策略的选择需要谨慎,尤其是面对字段排序顺序不一致的查询时,正确的索引能够极大提升查询性能。