SQL 索引详解
什么是索引
拿汉语字典的目录页（索引）打比方：正如汉语字典中的汉字按页存放一样，SQL Server中的数据记录也是按页存放的，每页容量一般为4K 。为了加快查的速度，汉语字（词）典一般都有按拼音、笔画、偏旁部首等排序的目录（索引），我们可以选择按拼音或笔画查方式，快速查到需要的字（词）。
同理，SQL Server允许用户在表中创建索引，指定按某列预先排序，从而大大提高查询速度。
•          SQL Server中的数据也是按页（ 4KB ）存放
•          索引：是SQL Server编排数据的内部方法。它为SQL Server提供一种方法来编排查询数据 。
•          索引页：数据库中存储索引的数据页；索引页类似于汉语字（词）典中按拼音或笔画排序的目录页。
•          索引的作用：通过使用索引，可以大大提高数据库的检索速度，改善数据库性能。
 
索引类型
•          唯一索引：唯一索引不允许两行具有相同的索引值
•          主键索引：为表定义一个主键将自动创建主键索引，主键索引是唯一索引的特殊类型。主键索引要求主键中的每个值是唯一的，并且不能为空
•          聚集索引(Clustered)：表中各行的物理顺序与键值的逻辑（索引）顺序相同，每个表只能有一个
•          非聚集索引(Non-clustered)：非聚集索引指定表的逻辑顺序。数据存储在一个位置，索引存储在另一个位置，索引中包含指向数据存储位置的指针。可以有多个，小于249个
 
索引类型：再次用汉语字典打比方，希望大家能够明白聚集索引和非聚集索引这两个概念。
 
唯一索引：
唯一索引不允许两行具有相同的索引值。
如果现有数据中存在重复的键值，则大多数数据库都不允许将新创建的唯一索引与表一起保存。当新数据将使表中的键值重复时，数据库也拒绝接受此数据。例如，如果在stuInfo表中的学员员身份证号(stuID) 列上创建了唯一索引，则所有学员的身份证号不能重复。
提示：创建了唯一约束，将自动创建唯一索引。尽管唯一索引有助于到信息，但为了获得最佳性能，建议使用主键约束或唯一约束。
 
主键索引：
在数据库关系图中为表定义一个主键将自动创建主键索引，主键索引是唯一索引的特殊类型。主键索引要求主键中的每个值是唯一的。当在查询中使用主键索引时，它还允许快速访问数据。
 
聚集索引（clustered index）
在聚集索引中，表中各行的物理顺序与键值的逻辑（索引）顺序相同。表只能包含一个聚集索引。例如：汉语字（词）典默认按拼音排序编排字典中的每页页码。拼音字母a，b，c，d……x，y，z就是索引的逻辑顺序，而页码1，2，3……就是物理顺序。默认按拼音排序的字典，其索引顺序和逻辑顺序是一致的。即拼音顺序较后的字（词）对应的页码也较大。如拼音“ha”对应的字(词)页码就比拼音“ba” 对应的字(词)页码靠后。
 
非聚集索引(Non-clustered)
如果不是聚集索引，表中各行的物理顺序与键值的逻辑顺序不匹配。聚集索引比非聚集索引（nonclustered index）有更快的数据访问速度。例如，按笔画排序的索引就是非聚集索引，“1”画的字（词）对应的页码可能比“3”画的字（词）对应的页码大（靠后）。
提示：SQL Server中，一个表只能创建1个聚集索引，多个非聚集索引。设置某列为主键，该列就默认为聚集索引
 
如何创建索引
使用T-SQL语句创建索引的语法：
CREATE [UNIQUE] [CLUSTERED|NONCLUSTERED] 
    INDEX  index_name
    ON table_name (column_name…)
      [WITH FILLFACTOR=x]
q      UNIQUE表示唯一索引，可选
q      CLUSTERED、NONCLUSTERED表示聚集索引还是非聚集索引，可选
q      FILLFACTOR表示填充因子，指定一个0到100之间的值，该值指示索引页填满的空间所占的百分比
 
在stuMarks表的writtenExam列创建索引：
USE stuDB
GO
IF EXISTS (SELECT name FROM sysindexes
          WHERE name = 'IX_writtenExam')
  DROP INDEX stuMarks.IX_writtenExam 
/*--笔试列创建非聚集索引：填充因子为30％--*/
CREATE NONCLUSTERED INDEX IX_writtenExam
    ON stuMarks(writtenExam)
          WITH FILLFACTOR= 30
GO
/*-----指定按索引 IX_writtenExam 查询----*/
SELECT * FROM stuMarks  (INDEX=IX_writtenExam)
    WHERE writtenExam BETWEEN 60 AND 90
虽然我们可以指定SQL Server按哪个索引进行数据查询，但一般不需要我们人工指定。SQL Server将会根据我们创建的索引，自动优化查询 。
 
索引的优缺点
•          优点
–        加快访问速度
–        加强行的唯一性
•          缺点
–        带索引的表在数据库中需要更多的存储空间
–        操纵数据的命令需要更长的处理时间，因为它们需要对索引进行更新
 
创建索引的指导原则
•          请按照下列标准选择建立索引的列。
–        该列用于频繁搜索
–        该列用于对数据进行排序
•          请不要使用下面的列创建索引：
–        列中仅包含几个不同的值。
–        表中仅包含几行。为小型表创建索引可能不太划算，因为SQL Server在索引中搜索数据所花的时间比在表中逐行搜索所花的时间更长
人们在使用SQL时往往会陷入一个误区，即太关注于所得的结果是否正确，而忽略了不同的实现方法之间可能存在的性能差异，这种性能差异在大型的或是复杂的数据库环境中(如联机事务处理OLTP或决策支持系统DSS)中表现得尤为明显。笔者在工作实践中发现，不良的SQL往往来自于不恰当的索引设计、不充份的连接条件和不可优化的where子句。在对它们进行适当的优化后，其运行速度有了明显地提高!下面我将从这三个方面分别进行总结:
  为了更直观地说明问题，所有实例中的SQL运行时间均经过测试，不超过1秒的均表示为(< 1秒)。
  测试环境--
  主机:HP LH II
  主频:330MHZ
  内存:128兆
  操作系统:Operserver5.0.4
  数据库:Sybase11.0.3
  一、不合理的索引设计
  例:表record有620000行，试看在不同的索引下，下面几个 SQL的运行情况:
  1.在date上建有一非个集索引
 
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214'and amount >
2000 (25秒)
select date,sum(amount) from record group by date
(55秒)
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ','SH') (27秒)
 
  分析:
  date上有大量的重复值，在非集索引下，数据在物理上随机存放在数据页上，在范围查时，必须执行一次表扫描才能到这一范围内的全部行。
  2.在date上的一个集索引
 
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214' and amount >
2000 （14秒）
select date,sum(amount) from record group by date
（28秒）
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ','SH')（14秒）
 
  分析:
  在集索引下，数据在物理上按顺序在数据页上，重复值也排列在一起，因而在范围查时，可以先到这个范围的起末点，且只在这个范围内扫描数据页，避免了大范围扫描，提高了查询速度。
  3.在place，date，amount上的组合索引
 
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214' and amount >
2000 （26秒）
select date,sum(amount) from record group by date
（sql优化的几种方式27秒）
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ', 'SH')（< 1秒）
 
  分析:
  这是一个不很合理的组合索引，因为它的前导列是place，第一和第二条SQL没有引用place，因此也没有利用上索引;第三个SQL使用了place，且引用的所有列都包含在组合索引中，形成了索引覆盖，所以它的速度是非常快的。
  4.在date，place，amount上的组合索引
 
select count(*) from record where date >
'19991201' and date < '19991214' and amount >
2000(< 1秒)
select date,sum(amount) from record group by date
（11秒）
select count(*) from record where date >
'19990901' and place in ('BJ','SH')（< 1秒）
 
  分析:
  这是一个合理的组合索引。它将date作为前导列，使每个SQL都可以利用索引，并且在第一和第三个SQL中形成了索引覆盖，因而性能达到了最优。

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