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MSHJ及理想索引161 嵌套循环连接VS. MSHJ161 嵌套循环连接VS.理想索引162 连接两张以上的表163 为什么连接的性能表现较差166 模糊的索引设计166 优化器可能选择错误的表访问路径166 乐观的表设计166 为子查询设计索引167 为UNION语句设计索引167 对于表设计的思考167 冗余数据167 无意识的表设计171 练习173 第9章　星型连接175 介绍175 维度表的索引设计177 表访问顺序的影响178 事实表的索引179 汇总表182 第10章　多索引访问184 简介184 索引与184 与查询表一同使用索引与186 多索引访问和事实数据表187 用位图索引进行多索引访问187 索引或188 索引连接189 练习190 第11章　索引和索引重组191 B树索引的物理结构191 DBMS如何查找索引行192 插入一行时会发生什么193 叶子页的分裂严重吗194 什么时候应该对索引进行重组196 插入模式196 索引列的稳定性205 长索引行207 举例：对顺序敏感的批处理任务208 表乱序（存在聚簇索引）211 表乱序（没有以CNO开头的聚簇索引）212 存储在叶子页中的表行212 SQL Server212 Oracle213 索引重组的代价214 分裂的监控215 总结216 第12章　数据库管理系统相关的索引限制219 简介219 索引列的数量219 索引列的总长度220 变长列220 单表索引数量上限220 索引大小上限220 索引锁定221 索引行压缩221 数据库管理系统索引创建举例222 第13章　数据库索引选项224 简介224 索引行压缩224 索引键以外的其他索引列225 唯一约束227 从不同的方向扫描数据库索引227 索引键截断228 基于函数的索引228 索引跳跃式扫描229 块索引230 数据分区的二级索引230 练习231 第14章　优化器不是完美的232 简介232 优化器并不总能看见最佳方案234 匹配及过滤问题234 非BT谓词234 无法避免的排序237 不必要的表访问238 优化器的成本估算可能错得离谱239 使用绑定变量的范围谓词239 偏斜分布241 相关列242 部分索引键的警示故事243 成本估算公式246 估算IO时间247 估算CPU时间248 协助优化器处理估算相关的问题249 优化器的问题是否会影响索引设计252 练习253 第15章　其他评估事项254 QUBE公式背后的假设条件254 内存中的非叶子索引页255 例子255 磁盘服务器读缓存的影响256 缓冲子池258 长记录259 慢速顺序读259 实际的响应时间可能比QUBE评估值短得多259 叶子页和表页缓存在缓冲池中260 识别低成本的随机访问262 辅助式随机读取262 辅助式顺序读265 评估CPU时间（CQUBE）265 单次顺序访问的CPU时间265 单次随机访问的CPU时间267 单次FETCH调用的CPU时间269 每排序一行的平均CPU时间270 CPU评估举例270 宽索引还是理想索引270 嵌套循环（及反范式化）还是MSHJ271 合并扫描与哈希连接的比较274 跳跃式顺序扫描275 CPU时间仍然不可忽视276 第16章　组织索引设计过程277 简介277 计算机辅助式索引设计278 设计出色索引的9个步骤280 参考文献282 术语表283 索引291 內容試閱： 前言 关系型数据库至今已存在了三十多年。在其发展早期，由于硬件资源限制及优化器成熟度的不足，性能问题非常普遍，因此性能成为了人们优先考虑的事项。但现在情况已经不同了，硬件及软件以超出人们想象的速度发展了起来，系统已经能够自己关心自己的性能了，这在之前看来是不可思议的！但比这些资源增长速度更快的是随之产生的大量信息以及这些信息所衍生出的活动。另外，有一个重要的硬件还没有跟上整体的发展速度：虽然磁盘已变得更大且异常廉价，但它们的访问速度仍相对较慢。因此，许多老问题其实并没有消失——它们只是变换了形式。这其中的有些问题可能会造成巨大的影响——那些所谓的应该只需运行不到一秒的“简单”查询实际却运行了几分钟或更久，尽管所有的书中都写了如何正确编写查询、如何组织表，以及应当按照什么规则来决定将哪些列添加至索引上。所以，很明显，我们需要有一本能够突破常规的书，真正开始思考为何现今仍有这么多人还会遇到如此多的问题。 为了满足这一需求，我们认为必须关注两个问题。第一个必须关注的对象是关系型系统中用于确定如何以最高效的方式查询所需数据的部分（我们称其为SQL 优化器）。第二个必须关注的是索引及表是以何种方式被扫描的。我们试着把自己放在优化器的角度思考问题，也许当我们理解为什么可能存在问题时，我们就能够做出改变。幸运的是，我们需要知道的有关优化器的内容其实非常少，但非常重要。本书与其他同领域的书籍的一个很重要的区别在于，我们不会提供大量的用于指导SQL 编写以及表和索引设计的规则和语法。这不是一本告诉你在各种场景下应当使用哪一个SQL WHERE语句的书，也不是一本告诉你应当使用什么语法的书。如果我们努力遵循一大堆复杂、模糊甚至可能不完整的指导原则，那么我们就是在走前人走过的老路。相反，如果我们能够理解SQL 请求对关系型系统造成的潜在影响，并知道如何控制这一影响，那么我们就能够理解、控制、最小化甚至避免这些问题。 本书的第二个目的是展示如何使用这些知识从CPU 和执行时间的角度量化运行过程。只有这样，我们才能真正判断我们设计的表和索引是否合适，我们需要用真实的数字来展示优化器是如何思考的、扫描将耗费多少时间，以及需要进行哪些改动以提供满意的性能。不过，最重要的是，我们必须能够方便且快速地完成这一评估过程，这就要求我们必须将关注点放在少数几个真正重要的问题上，而不是将关注点放在那些不那么重要的细节上（许多人都被这些细节问题困扰过）。所以，关键就是要关注少数核心领域，并能够说出这需要花费多少时间或成本。 同样是由于我们专注于核心问题，所以我们还能提供另一个优势。对于那些可能使用多个关系型产品（即便来自相同的供应商）的人，由于我们在本书中所使用的是一种适用于所有关系型产品的通用方法，所以使用者就不需要阅读和掌握多套截然不同的规则和建议。所有“真正的”关系型系统的优化器都有一个相同的任务：它们都必须要扫描索引和表。它们都使用异常相似的方式来处理这些操作（虽然他们对其有各自不同的描述方式）。当然，它们之间的确存在着一些差异，但是我们可以毫不费力地处理这些不同。 也正是由于相同的原因，本书的读者对象包括：认为了解SQL 性能方面的知识或如何有效设计索引的知识能给自己带来益处的人，直接负责索引设计的人，编写SQL 语句用于查询或作为应用程序一部分的人，以及那些负责维护关系型数据和关系型环境的人。只要你觉得需要对自己所做的事情的性能影响负责，那么你都将不同程度地从本书中受益。 最后，用一句话概括本书目标读者所需具备的背景知识：我们假定读者已经具备了SQL 这一关系型语言相关的知识。考虑阅读本书的人应该已经具备了对计算机系统的大体理解。除此以外，能帮到读者的最重要的品质也许就是对事物运行原理的好奇和兴趣了，还有想把事情做得更好的渴望。另一方面，在众多拥有几十年的关系型系统经验的人中，有两类人也会从本书受益：第一类是那些根据详细的规则手册良好地管理了系统很多年的人，他们想通过理解这些规则适用的原因来使自己的工作更轻松一些；第二类是那些已经使用了本书中所描述的技术很多年，但对于新硬件所带来的改善并不赞赏的人。 本书中的绝大部分观点及使用的技术都是原创的，因此很少有对外部出版物及其他作者成果的引用。在本书的创作过程中，我们非常感谢给予了我们如此多帮助和鼓励的朋友及同事们。感谢Matti Sthl 在全书撰写过程中所给予的详细指点及批判性但极其有用的建议。感谢Lennart Henng、Ari Hovi、Marja Krmeniemi 和Timo Raitalaakso 的帮助和校对，也感谢Akira Shibamiya在关系型性能公式上的原创工作。另外，还要感谢许许多多的学生和数据库顾问们，感谢他们提供的对于实际问题及其解决方案的深入见解。最后，特别感谢Meta 和Lyn，没有他们的鼓励与支持，本书不可能完成，Meta 还特别为本书设计了封面，与全书的主旨非常契合。 Tapio Lahdenmki（斯姆勒尼科，斯洛文尼亚） Michael Leach（什鲁斯伯里，英格兰）

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