SQL Server 2012的列存儲索引技術有效運用

若想為加強數據庫查詢的性能，可通過SQL Server 2012 在表中建立列式的索引，提高工作的效率。文章主要分析了列存儲縮影存儲的原理，探討列存儲索引應用局限和優勢，以便相關用戶能夠在列式索引下挖掘各種交互式數據，進而獲取既有數據商業價值。

【關鍵詞】SQL Server 2012 列存儲 索引技術 有效應用

1 前言

SQL Server 2012主要是應用列式的存儲進行索引，這種方式可以提升數據庫查詢的效率。通過結合其他的新功能與全新索引，在特定應用的場景下，能夠大幅度提高數據庫查詢的性能，尤其一些決策與支持類查詢，能夠提高10倍及以上的效率。數據查詢性能提升，主要是經過SQL Server的管理界面以及T-SQL的語句實現，所以能夠和SQL Server Reporting Services全部報表的解決方案兼容。

2 分析行存儲以及列存儲優勢與缺陷

列存儲的索引可以存儲與分組每一列數據，再和所有列進行聯接，組成完整的索引，這種索引方式與傳統索引不一樣，傳統的索引是存儲與分組每行數據，再對所有行進行聯接，組成索引。

2.1 列存儲和行存儲

在SQL Server系統中，Page屬于數據存儲基本的單位，數據行為實際數據存儲的單位，在出現Page Header以后，就開始存儲于Page中，于Page中根據行進行存儲的記錄方式即為行存儲。如果數據是根據單列并不是多行來持續存儲，那就是列存儲。

2.2 行存儲缺陷

從圖1中能夠看出，在SQL Server 處理查詢數據時，會將全部的索引頁都提取出來，這樣就會提取到無用部分，話句話說，會對全部列記錄進行讀取，不需要的也被讀取。如果讀取了不需要數據，不僅會導致內存被大量浪費，而且會增加I/O，嚴重影響了系統整體的性能。

2.3 列存儲優勢

從圖一中不難看出，磁盤每一個Page只可以對單列數值進行存儲，并不能存儲整行數值。所以應用壓縮算法，效率會比較高，主要因為壓縮算法可以作用在同類型數據上。如：假設一張三列數據表，從左至右分別是int與varchar、bool的類型，該表一共有一百條記錄。對int類型第一列的數據而言，使用壓縮的算法比較容易，并且壓縮率也相對較高。簡言之，無需對該表全部列進行訪問，只需要訪問需要子集，這樣不僅能夠降低磁盤I/0，而且可以提高緩存，提升磁盤存儲的利用率。

3 列存儲局限和特征

3.1 SQL Server的列存儲技術特征

數據分裂的格式：對每個列數據實時存儲與分組。通過SQL Server的查詢與處理以后，能夠應用新數據進行布局，同時對查詢執行的時間進行改進。

提高查詢結果的速率，列存儲的所以容易因為下述因素更快生成相應的結果。僅需讀取所需要列，所以從磁盤讀至內存，再從內存到處理器的緩存，這樣可以減少數據量；列經過高度的壓縮，在很大程度上減少了移動字節數與讀取字節數；很多數據的查詢不會涉及到表中全部列，所以大多數列并不會進入到內存中，將其和出色壓縮的方法結合，能夠對緩沖池的使用率進行改善，降低總的I/O；高級查詢的執行技術可以簡化處理列塊，降低CPU的使用率。

3.2 列存儲的索引局限性

所含列數需要控制于1024以內；不能聚集，只可以將列存儲聚集以后才可以使用；并不是唯一的索引；不可以建立索引視圖或是視圖；不涵蓋稀疏列；不可以作為外鍵或是主鍵；不可以通過ALTER INDEX的語句進行更改。需要在刪除以后重新建立列存儲的索引；不可以通過INCLUDE的關鍵字進行創建；不可以含有DESC或是ASC的關鍵字，按照壓縮算法排序列存儲的索引，不可以在索引中排序，可以根據搜索算法排序索引中數值；不可以使用或是保留傳統索引方法所統計的信息；不能對里存儲的索引表進行更新。

分析內存受限情況：目前，類存儲的處理根據內存中的處理需要實施了相應的優化。應用SQL Server能夠完善若干的機制，在很大程度上改善大多數的數據結構或是數據使用情況，尤其在內存不足的時候依然可以保證數據不會外溢。若內存限制比較嚴重，在處理的過程中，需要應用行內存進行處理。在部分實例中，會選取列存儲的索引當做訪問的方法，然而內存不足時，無法生成相應數據的結構，就會先從操作列存儲開始，再默認較慢代碼的路徑，在數據查詢時，就會因為內存受到嚴重限制，進而降低了性能。

列存儲的索引生成要求內存量一般如下： 8 MB×索引中列數×DOP/并行度，一般情況下，內存的要求會伴隨字符串列比例的提高而不斷地增加，所以需要減少DOP ，以降低列存儲的索引生成列所需內存。部分表達式計算比傳統表達式的計算效率高：在應用列存儲的索引時，應該應用批處理的模式對部分常見的表達式進行計算，并不是重復的根據某一特定模式計算。應用列存儲的索引不僅可以帶來計算效率快的優勢，而且可以加速批處理與數據查詢的效果，并且在批處理時，也不會啟動每個查詢的運算符。此外，應用列存儲的索引并不支持SEEK運行：若查詢需要返回行一部分，優化器則不會選取列存儲的索引，如needle-in-the-haystack的類型查詢。若應用表提示的FORCESEEK，優化器就可以不需要考慮到類存儲的索引。同時類存儲的索引不可以結合以下的功能：行壓縮、頁與vardecimal的存儲格式；復制；跟蹤更改；變更數據的捕獲；文件流。

4 結論

總而言之，SQL Server 2012提高的相關的查詢功能、列存儲索引，在技術方面取得突破性發展，能夠給數據庫的查詢提供性能的優勢。并且企業最終用戶能夠應用熟悉報表的工具進行查詢，旨在較短時間里獲取數據商業的價值，使得企業變成主要獲益者。

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作者簡介

王玉銀（1982-），女，山西省芮城縣人。碩士學位。講師，計算機專任教師。研究方向為計算機應用技術。

作者單位

桂林理工大學博文管理學院信息工程學院 廣西壯族自治區桂林市 541006