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关于数据库是否使用索引的讨论，我想说的

2010-10-06 14:29 330 查看
开篇之前，扯点题外话，大家认为以下这段C程序会进行多少次条件判断呢？

1
int
main(
int
argc,
char
*argv[])
2
{
3
int
i;
4
for
(i=0;i<0xAAAA;i++);
5
return
0;
6
}
根据所学的知识，应该会执行0xAAAA+1（43690+1）次i<0xAAAA的条件判断，但是，在MicrosoftVisualC++
6.0，程序编译成release版本后的汇编代码如下：

00401011xoreax,eax
00401013ret

通过观察这个程序的汇编码我们发现，编译器发现程序的执行结果不会影响任何寄存器变量，就将这个循环优化掉了，我们在汇编码里面没有看到任何和循环有关的部分。这两句汇编码仅仅相当于
return0;（该例子出自囫囵C语言）

言归正传，在金色海洋的大作《为or、in
平反——or、in到底能不能利用索引？》中提到了大家比较关心的SQL语句写法将影响是否会索引的问题，很多朋友提出了宝贵中的意见和见解。其中有一位朋友提出了这样一个问题：

selectcount(*)fromtableName
这个到底能不能用上索引呢？
就这个问题，我做了如下几个测试，同时也希望借助几个例子说明我的观点。

首先构建测试环境：

01
create
table
test01
02
(
03
f01
int
not

null
,
04
f02
int
,
05
f03
int
not

null
,
06
f04
int
07
);
08
create
index
i_t01f01
on
test01(f01);
09
create
index
i_t01f02
on
test01(f02);
10
11
create
table
test02
12
(
13
f01
int
,
14
f02
int
not

null
,
15
f03
int
,
16
f04
int
,
17
constraint
test02_pk
primary
key
(f01)
18
);
19
create
index
i_t02f03
on
test02(f03);
20
21
create
table
test03
22
(
23
f01
int
,
24
f02
int
,
25
f03
int
,
26
f04
int
27
);
28
create
index
i_t03f01
on
test03(f01);
29
create
index
i_t03f02
on
test03(f02);
30
create
index
i_t03f03
on
test03(f03);
31
create
index
i_t03f04
on
test03(f04);
然后是测试数据

01
--SQLServer2000/2005
02
declare
@i
int
03
set
@i=0
04
while@i<3000
05
begin
06
set
@i=@i+1;
07
insert
into
test01
values
(@i,@i,@i,@i);
08
insert
into
test02
values
(@i,@i,@i,@i);
09
if@i%
750=1
begin
10
insert
into
test03
values
(@i,@i,
null
,
null
);
11
end
12
else
begin
13
insert
into
test03
values
(@i,
null
,@i,
null
);
14
end
15
end
以下是测试的SQL语句，一共三组，很简单：

01
select
count
(*)
from
test01;
02
select
count
(f01)
from
test01;
03
select
count
(f02)
from
test01;
04
select
count
(f03)
from
test01;
05
select
count
(f04)
from
test01;
06
07
select
count
(*)
from
test02;
08
select
count
(f01)
from
test02;
09
select
count
(f02)
from
test02;
10
select
count
(f03)
from
test02;
11
select
count
(f04)
from
test02;
12
13
select
*
from
test03
where
f01
is
null
;
14
select
*
from
test03
where
f02
is
not
null
;
15
select
*
from
test03
where
f03
is
null
;
16
select
*
from
test03
where
f04
is
not
null
;
在往下看之前，建议先估计一下这些语句的执行计划。

我们先看一下SQLServer2005的第一组测试结果：





为什么count(*)和count(f03)都使用f01列上面的索引呢？大家先看看以下这个语句：

01
select
02
count
(*)count_all,
03
count
(f01)count_f01,
04
count
(f02)count_f02
05
from
06
(
07
select
1f01,2f02
08
union
all
09
select
null
,2
10
union
all
11
select
null
,
null
12
)a
13
14
count_allcount_f01count_f02
15
---------------------------------
16
312
17
警告:聚合或其他
SET
操作消除了空值。
上面的语句，说明count(字段)是忽略null的，count(*)就是表中记录的数量，count(*)和
count(字段)的语义是不同的，我记得以前园子里也讨论过这个问题。其实只要细心就会发现notnull字段f01的count(f01)必然等于
count(*)，count(*)=count(f01)，通过快速扫描索引i_t01f01就能回答count(f01)=?这个问题，当然也能回答
count(*)=?这个问题了，所以优化器为我们“优化”出了这样一个貌似离奇的执行计划。

f03没有索引，但是count(f03)却使用f01上的索引就很容易理解了吧。我称这种现象为“等价变换。

再看看第二组结果：





主键的数量肯定等于表中行的数量，为什么count(*)
不用主键的聚集索引而去使用f03的索引呢？聚集索引的叶子结点里面包含了行数据，而非聚集索引的叶子节点包含索引的数据还有行的ID（SQL
Server中的RID，Oracle中的ROWID），索引越小，扫描起来需要访问的数据越少，因此，可以理解为什么不使用聚集索引了，优化器还是很会“避重就轻”的啊。





非聚集索引示意图


聚集索引结构示意图

看到这里，可能大家都觉得老是在notnull约束影响index行为上作文章，我们再看看网上流传着的一个传说——“isnull和isnot
null将会导致索引失效”，事实如此吗？

我们看看第三组测试结果：







清一色的索引查找，熟悉Oracle的朋友一定会对这个现象觉得非常不可思议。

事实上SQLServer的索引是包含了null值，而Oracle的索引是不包含null值的，估计“isnull和isnotnull
将会导致索引失效”这个传说是从Oracle开始发迹，后来被生搬硬套到SQLServer中了，然后讹传至今。

如果大家有兴趣，可以尝试修改@i%750=1
这一个条件从而改变一下test03中f02和f03这两列中null值的比率，再看看执行计划。

回到数据库是否使用索引这个问题上，优化器为我们进行了“等价变换”，“避重就轻”，还有可恶的null捣乱，导致平时认为很简单的select
count(*/字段)fromtable
查询都出现了令人难以预料的执行计划，而实际上优化器做的事情比我们想象中的要多得多，Oracle中的物化视图还可改写查询，通过观察SQL语句而推断执行计划是很不现实的，引用冯大辉的《提问的智慧[Oracle版]》中的第五点：

5.
SQL性能问题，列出当前SQL,以及执行计划。同时应提供表结构，index情况，Table的record数。CBO/RBO,table是否analyze等信息。

纠缠于“索引谓词白名单”和“索引谓词黑名单”毫无意义，把语句放在数据库中跑一下，出个执行计划，然后再拿出来讨论才是明智之举。
                                            

                                        

                        
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