SqlServer中Bit字段索引性能问题研究

前言

我看过不少对Bit字段能否建立索引，以及建立索引后性能如何的讨论，还有朋友建议用Tinyint代替Bit，我在这里深入研究一下：

研究方法：

一、建立六张表，具体说明见SQL语句中的注释部分：

CREATE DATABASE IndexTest

GO

USE IndexTest

GO

-- bit无索引，0、1相等

CREATE TABLE dbo.TestBitNoIndex

(

TestID INT NOT NULL,

ColumnBit BIT NOT NULL

)

ALTER TABLE [dbo].[TestBitNoIndex] WITH NOCHECK ADD CONSTRAINT [PK_TestBitNoIndex] PRIMARY KEY  CLUSTERED ( [TestID] )

-- bit有非聚集索引，0、1相等

CREATE TABLE dbo.TestBitIndexed

(

TestID INT NOT NULL,

ColumnBit BIT NOT NULL

)

ALTER TABLE [dbo].[TestBitIndexed] WITH NOCHECK ADD CONSTRAINT [PK_TestBitIndexed] PRIMARY KEY  CLUSTERED ( [TestID] )

CREATE INDEX IX_TestBitIndexed_ColumnBit ON dbo.TestBitIndexed(ColumnBit)

-- bit有非聚集索引，0、1相差悬殊

CREATE TABLE dbo.TestBitIndexedWideGap

(

TestID INT NOT NULL,

ColumnBit BIT NOT NULL

)

ALTER TABLE [dbo].[TestBitIndexedWideGap] WITH NOCHECK ADD CONSTRAINT [PK_TestBitIndexedWideGap] PRIMARY KEY  CLUSTERED ( [TestID] )

CREATE INDEX IX_TestBitIndexedWideGap_ColumnBit ON dbo.TestBitIndexedWideGap(ColumnBit)

-- tinyint无索引，0、1相等

CREATE TABLE dbo.TestTinyintNoIndex

(

TestID INT NOT NULL,

ColumnTinyint TINYINT NOT NULL

)

ALTER TABLE [dbo].[TestTinyintNoIndex] WITH NOCHECK ADD CONSTRAINT [PK_TestTinyintNoIndex] PRIMARY KEY  CLUSTERED ( [TestID] )

-- tinyint有非聚集索引，0、1相等

CREATE TABLE dbo.TestTinyintIndexed

(

TestID INT NOT NULL,

ColumnTinyint TINYINT NOT NULL

)

ALTER TABLE [dbo].[TestTinyintIndexed] WITH NOCHECK ADD CONSTRAINT [PK_TestTinyintIndexed] PRIMARY KEY  CLUSTERED ( [TestID] )

CREATE INDEX IX_TestTinyintIndexed_ColumnTinyint ON dbo.TestTinyintIndexed(ColumnTinyint)

-- tinyint有非聚集索引，0、1相差悬殊

CREATE TABLE dbo.TestTinyintIndexedWideGap

(

TestID INT NOT NULL,

ColumnTinyint TINYINT NOT NULL

)

ALTER TABLE [dbo].[TestTinyintIndexedWideGap] WITH NOCHECK ADD CONSTRAINT [PK_TestTinyintIndexedWideGap] PRIMARY KEY  CLUSTERED ( [TestID] )

CREATE INDEX IX_TestTinyintIndexedWideGap_ColumnTinyint ON dbo.TestTinyintIndexedWideGap(ColumnTinyint)

二、分别填充10万条数据，其中Bit与Tinyint各有一张表的0、1比例悬殊（97:3）

DECLARE

@i INT,

@SameBitFlag BIT, -- 0、1 50比50

@WideGapBitFlag BIT, -- 0、1 97比3

@SameTinyintFlag BIT, -- 0、1 50比50

@WideGapTinyintFlag BIT -- 0、1 97比3

SELECT

@i = 1,

@SameBitFlag = 0,

@SameTinyintFlag = 0,

@WideGapBitFlag = 0,

@WideGapTinyintFlag = 0

WHILE @i <= 100000

BEGIN

IF @i > 50000

SET @SameBitFlag = 1

SET @SameTinyintFlag = 1

IF @i > 97000

SET @WideGapBitFlag = 1

SET @WideGapTinyintFlag = 1

INSERT INTO [dbo].[TestBitNoIndex](TestID, ColumnBit) VALUES (@i, @SameBitFlag)

INSERT INTO [dbo].[TestBitIndexed](TestID, ColumnBit) VALUES (@i, @SameBitFlag)

INSERT INTO [dbo].[TestTinyintNoIndex](TestID, ColumnTinyint) VALUES (@i, @SameBitFlag)

INSERT INTO [dbo].[TestTinyintIndexed](TestID, ColumnTinyint) VALUES (@i, @SameBitFlag)

INSERT INTO [dbo].[TestBitIndexedWideGap](TestID, ColumnBit) VALUES (@i, @WideGapBitFlag)

INSERT INTO [dbo].[TestTinyintIndexedWideGap](TestID, ColumnTinyint) VALUES (@i, @WideGapTinyintFlag)

SET @i = @i + 1

END

三、分别搜索六张表中ColumnBit = 0 或者 ColumnTinyint = 0的数据，并在执行计划中查看I/0成本、CPU成本与成本

--Test1

SELECT TestID FROM [dbo].[TestBitNoIndex] WHERE ColumnBit = 0

--Test2

SELECT TestID FROM [dbo].[TestBitIndexed] WHERE ColumnBit = 0

--Test3

SELECT TestID FROM [dbo].[TestBitIndexedWideGap] WHERE ColumnBit = 0

--Test4

SELECT TestID FROM [dbo].[TestTinyintNoIndex] WHERE ColumnTinyint = 0

--Test5

SELECT TestID FROM [dbo].[TestTinyintIndexed] WHERE ColumnTinyint = 0

--Test6

SELECT TestID FROM [dbo].[TestTinyintIndexedWideGap] WHERE ColumnTinyint = 0

四、比较执行计划中的成本：

Test1：Bit无索引，0、1数据量相等	Test4：Tinyint无索引，0、1数据量相等
Test2：Bit有索引，0、1数据量相等	Test5：Tinyint有索引，0、1数据量相等
Test3：Bit有索引，0、1数据量悬殊	Test6：Tinyint有索引，0、1数据量悬殊

数据收集如下表：

	I/O成本	CPU成本	成本
Bit无索引，0、1数据量相等	0.164	0.109	0.274653
Bit有索引，0、1数据量相等	0.110	0.109	0.220691
Bit有索引，0、1数据量悬殊	0.110	0.110	0.220990
Tinyint无索引，0、1数据量相等	0.164	0.109	0.274653
Tinyint有索引，0、1数据量相等	0.0426	0.0549	0.097554
Tinyint有索引，0、1数据量悬殊	0.0774	0.106	0.184218

[b][b]数据分析：[/b]

[/b]1、对于Bit，有索引与无索引、01数据量相等与数据量悬殊的各项成本相差都不大；

2、对于Tinyint，01数据量相等时，有索引比无索引降低I/O成本接近5倍、降低CPU成本近2倍、降低成本近3倍；

3、对于Tinyint，01数据量悬殊时，比数据量相等要增加各项成本近2倍；

4、无索引、数据量相同时，Bit与Tinyint成本完全相同；

5、有索引、数据量相同时，Bit比Tinyint增加成本接近3倍；

6、有索引、数据量悬殊时，Bit比Tinyint增加成本近2倍。

[b][b]结论：[/b]

[/b]1、毋庸置疑，Bit可以建立索引；

2、在10万条数据时，Bit是否建立索引成本消耗相差不大；

3、强烈推荐用Tinyint代替Bit，10万条数据时，成本降低近3倍，相信随着数据量的增加，与Bit相比成本降低会更多，有兴趣的朋友可以再深入测试一下。

参考：

http://sqlserver2000.databases.aspfaq.com/can-i-create-an-index-on-a-bit-column.html