本文介紹 SQL Server 2000 企業(yè)版的新功能，即索引視圖。講解索引視圖并討論一些提高性能的具體方案。

什么是索引視圖？

許多年來(lái)，Microsoft? SQL Server? 一直都提供創(chuàng)建虛擬表（稱(chēng)為視圖）的功能。在過(guò)去，這些視圖主要有兩種用途：

提供安全機(jī)制，將用戶限制在一個(gè)或多個(gè)基表中的數(shù)據(jù)的某個(gè)子集。

提供一種機(jī)制，允許開(kāi)發(fā)人員定制用戶如何才能以邏輯方式查看存儲(chǔ)在基表中的數(shù)據(jù)。

SQL Server 2000 已經(jīng)擴(kuò)展了 SQL Server 視圖的功能，以提高系統(tǒng)性能。它可以在一個(gè)視圖上創(chuàng)建唯一的群集索引和非群集索引，可以改進(jìn)最復(fù)雜查詢的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能。在 SQL Server 2000 中，擁有唯一群集索引的視圖被稱(chēng)為索引視圖。

注意：索引視圖只是SQL Server 2000 企業(yè)版和SQL Server 2000 開(kāi)發(fā)人員版的一個(gè)功能。

從數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) (DBMS) 的觀點(diǎn)來(lái)看，視圖是數(shù)據(jù)（元數(shù)據(jù)）的說(shuō)明。創(chuàng)建典型視圖時(shí)，通過(guò) SELECT 語(yǔ)句（定義一個(gè)顯示為虛擬表的結(jié)果集）來(lái)定義元數(shù)據(jù)。當(dāng)其它查詢的 FROM 子句中引用了某個(gè)視圖時(shí)，將從系統(tǒng)目錄中檢索該元數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展以代替該視圖的引用。在視圖擴(kuò)展之后，查詢優(yōu)化器會(huì)為正在執(zhí)行的查詢編譯單個(gè)執(zhí)行計(jì)劃。

如果是非索引視圖，視圖在運(yùn)行時(shí)將被實(shí)體化。任何計(jì)算（如聯(lián)接或聚合）都在為每個(gè)引用該視圖的查詢執(zhí)行查詢期間進(jìn)行。（視圖并不總需要被完全實(shí)體化。查詢可以包含其它一些謂詞、聯(lián)接或聚合，以應(yīng)用于該視圖所引用的表和視圖。）在視圖上創(chuàng)建了唯一的群集索引之后，視圖的結(jié)果集會(huì)立即被實(shí)體化并持續(xù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)的物理存儲(chǔ)空間中，以便節(jié)省這種操作所占用的大量資源。

在執(zhí)行查詢時(shí)，有兩種方法可以使用索引視圖。查詢可直接引用索引視圖，更重要的是，如果查詢優(yōu)化器確定視圖能夠替換為查詢的部分或全部，而且這是低成本的查詢計(jì)劃，則可以選擇索引視圖。第二種情況是使用索引視圖代替基礎(chǔ)表及其普通索引。此時(shí)，不需要在查詢中引用視圖，查詢優(yōu)化器即可在執(zhí)行查詢期間使用該視圖。這樣，現(xiàn)有的應(yīng)用程序無(wú)需更改即可從新建的索引視圖中獲益。

通過(guò)索引視圖提高的性能

使用索引來(lái)提高查詢性能并不是什么新觀念，不過(guò)，索引視圖還具有使用標(biāo)準(zhǔn)索引不能獲得的其它性能優(yōu)點(diǎn)。索引視圖能夠在以下方面提高查詢性能：

能夠預(yù)先計(jì)算聚合并將其存儲(chǔ)在索引中，從而***限度地減少在執(zhí)行查詢期間進(jìn)行成本很高的計(jì)算。

能夠預(yù)先聯(lián)接表并存儲(chǔ)生成的數(shù)據(jù)集。

能夠存儲(chǔ)聯(lián)接或聚合的組合。

下圖說(shuō)明了查詢優(yōu)化器使用索引視圖時(shí)一般能夠提高多少性能。提供的查詢復(fù)雜程度各不相同（例如，聚合計(jì)算的數(shù)量、所用表的數(shù)量或謂詞數(shù)），并包括來(lái)自實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境的數(shù)百萬(wàn)行的大表。

圖 1. 當(dāng)查詢優(yōu)化器使用索引視圖時(shí)一般能夠提高多少性能

使用視圖的輔助索引

視圖的輔助性非群集索引可以提高其它查詢性能。與表的輔助索引類(lèi)似，視圖的輔助索引也可以提供更多選項(xiàng)，以便查詢優(yōu)化器在編譯過(guò)程中從中進(jìn)行選擇。例如，如果查詢包括群集索引未涉及的列，優(yōu)化器可以在計(jì)劃中選擇一個(gè)或多個(gè)輔助索引，從而避免對(duì)索引視圖或基表進(jìn)行費(fèi)時(shí)的全局掃描。

由于索引需要不斷維護(hù)，所以為架構(gòu)添加索引會(huì)增加數(shù)據(jù)庫(kù)的額外開(kāi)銷(xiāo)。因此應(yīng)該認(rèn)真考慮，找到索引和維護(hù)額外開(kāi)銷(xiāo)之間的平衡點(diǎn)。

使用索引視圖的好處

實(shí)現(xiàn)索引視圖之前，請(qǐng)先分析數(shù)據(jù)庫(kù)的工作量。運(yùn)用自己對(duì)查詢以及各種工具（例如 SQL 分析器）的知識(shí)來(lái)鑒別使用索引視圖可以獲益的查詢。如果經(jīng)常進(jìn)行聚合和聯(lián)接，***使用索引視圖。

并非所有查詢都會(huì)從索引視圖中獲益。與普通索引類(lèi)似，如果未使用索引視圖，就沒(méi)有好處可言。在此情況下，不但不能提高性能，還會(huì)加大磁盤(pán)空間的占用、增加維護(hù)和優(yōu)化的成本。但是，如果使用了索引視圖，它們可以（成數(shù)量級(jí)地）明顯地提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)的性能。這是因?yàn)椴樵儍?yōu)化器使用存儲(chǔ)在索引視圖中的預(yù)先計(jì)算的結(jié)果，從而大大降低了執(zhí)行查詢的成本。

查詢優(yōu)化器只在查詢的成本比較大時(shí)才考慮使用索引視圖。這樣可以避免在查詢優(yōu)化成本超出因使用索引視圖而節(jié)省的成本時(shí)，試圖使用各種索引視圖。當(dāng)查詢成本低于 1 時(shí)，幾乎不使用索引視圖。

使用索引視圖可以受益的應(yīng)用包括：

1. 決定支持工作量
2. 數(shù)據(jù)集市
3. 聯(lián)機(jī)分析處理 (OLAP) 庫(kù)和源
4. 數(shù)據(jù)挖掘工作量

從查詢的類(lèi)型和模式的角度來(lái)看，受益的應(yīng)用可被歸納為包含以下內(nèi)容的應(yīng)用：

1. 大表的聯(lián)接和聚合
2. 查詢的重復(fù)模式
3. 重復(fù)聚合相同或重疊的列集
4. 針對(duì)相同關(guān)鍵字重復(fù)聯(lián)接相同的表
5. 上述的組合

相反，包含許多寫(xiě)入的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理 (OLTP) 系統(tǒng)或更新頻繁的數(shù)據(jù)庫(kù)，可能會(huì)因?yàn)橐瑫r(shí)更新視圖和根本基表而使維護(hù)成本增加，所以不能利用索引視圖。

查詢優(yōu)化器如何使用索引視圖

SQL Server 查詢優(yōu)化器可自動(dòng)確定何時(shí)可以將索引視圖用于給定的查詢執(zhí)行中。查詢中無(wú)需直接引用視圖，優(yōu)化器就可以將該視圖用于查詢執(zhí)行計(jì)劃。因此，無(wú)需對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用程序本身進(jìn)行任何更改，這些應(yīng)用程序即可利用索引視圖。唯一需要做的就是創(chuàng)建索引視圖。

優(yōu)化器的考慮因素

查詢優(yōu)化器會(huì)考慮幾個(gè)條件來(lái)確定索引視圖能涵蓋部分查詢還是整個(gè)查詢。這些條件符合查詢中的單個(gè) FROM 子句并包含以下內(nèi)容：

1. 查詢 FROM 子句中的表必須是索引視圖 FROM 子句中的表的超集。
2. 查詢中的聯(lián)接條件必須是視圖中聯(lián)接條件的超集。
3. 查詢中的聚合列必須是視圖中的聚合列的子集。
4. 查詢選擇列表中的所有表達(dá)式都必須源自于視圖選擇列表或源自于不包括在視圖定義中的表。
5. 查詢搜索條件謂詞必須是視圖定義中搜索條件謂詞的超集。視圖搜索謂詞中的每個(gè)合取項(xiàng)都必須以同樣的形式出現(xiàn)在查詢搜索謂詞中。
6. 查詢搜索條件謂詞中的所有列（屬于視圖定義中的表）都必須出現(xiàn)在下列一項(xiàng)或多項(xiàng)中：

視圖定義中的同一個(gè)謂詞。

GROUP BY 列表。

視圖選擇列表（若沒(méi)有 GROUP BY 列表）。

如果查詢包含多個(gè) FROM 子句（子查詢、派生表、UNION），優(yōu)化器可以選擇多個(gè)索引視圖來(lái)管理含有多個(gè) FROM 子句的查詢。

注意：存在例外情形，即優(yōu)化器可能將兩個(gè) FROM 子句折疊成一個(gè)（將子查詢折疊成聯(lián)接或?qū)⑴缮碚郫B成聯(lián)接變體）。如果出現(xiàn)此類(lèi)情況，索引視圖替換可能會(huì)涵蓋原查詢中的多個(gè) FROM 子句。

本文檔結(jié)尾介紹了演示這些條件的查詢示例。而建議的***方法就是：讓查詢優(yōu)化器來(lái)確定在查詢執(zhí)行計(jì)劃中使用哪些索引（如果有的話）。

使用 NOEXPAND 選項(xiàng)

NOEXPAND 選項(xiàng)強(qiáng)制查詢優(yōu)化器象對(duì)待包含群集索引的普通表一樣對(duì)待視圖。在此情況下，必須在 FROM 子句中直接引用索引視圖。例如：

SELECT Column1, Column2, ... FROM Table1, View1 WITH (NOEXPAND)WHERE ...

使用 EXPAND VIEWS 選項(xiàng)

另外，用戶可以在查詢結(jié)束時(shí)通過(guò)使用 EXPAND VIEWS 選項(xiàng)，明確地將索引視圖排除在考慮之外。例如：

SELECT Column1, Column2, ... FROM Table1, View1 WHERE ...OPTION (EXPAND VIEWS)

如果使用該選項(xiàng)，查詢優(yōu)化器在評(píng)估低成本的方法（該方法涉及查詢中引用的列）時(shí)將忽略所有視圖索引。

設(shè)計(jì)的考慮因素

為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)找到適當(dāng)?shù)乃饕窍喈?dāng)復(fù)雜的。盡管在設(shè)計(jì)普通索引時(shí)要考慮許多可能性，但將索引視圖添加到架構(gòu)會(huì)極大地增加設(shè)計(jì)和潛在結(jié)果的復(fù)雜性。

例如:

索引視圖可用于查詢中所引用表的任何子集。 查詢中條件的任何子集（屬于表的上述子集）分組列。 聚合函數(shù)，如 SUM。

應(yīng)同時(shí)設(shè)計(jì)表的索引和索引視圖，以便從各個(gè)結(jié)構(gòu)中獲得***結(jié)果。由于索引和索引視圖都可能對(duì)給定的查詢有用，所以單獨(dú)設(shè)計(jì)它們會(huì)導(dǎo)致多余的建議方案，以致存儲(chǔ)和維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)較高。在調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的物理設(shè)計(jì)時(shí)，必須均衡考慮各種查詢集的性能要求與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)必須支持的更新操作。因此，為索引視圖找到一種合理的物理設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因而應(yīng)該盡可能地使用“索引微調(diào)向?qū)?rdquo;。

如果存在許多索引視圖可供查詢優(yōu)化器考慮用于特定查詢，查詢優(yōu)化成本會(huì)顯著增加。查詢優(yōu)化器可能考慮為查詢中表的任意子集定義的所有索引視圖。拒絕每一個(gè)視圖之前，必須對(duì)它進(jìn)行語(yǔ)法分析，然后研究其是否可能成為潛在的替換體。這可能需要一些時(shí)間，尤其是在有數(shù)百個(gè)此類(lèi)的視圖用于給定的查詢時(shí)。

視圖必須符合幾項(xiàng)要求，您才能為其創(chuàng)建唯一的群集索引。在設(shè)計(jì)階段，請(qǐng)考慮以下要求：

視圖以及視圖中引用的所有表都必須在同一數(shù)據(jù)庫(kù)中，并具有同一個(gè)所有者。

索引視圖無(wú)需包含要供優(yōu)化器使用的查詢中引用的所有表。

必須先為視圖創(chuàng)建唯一群集索引，然后才可以創(chuàng)建其它索引。士正確設(shè)置某些 SET 選項(xiàng)（在本文檔的后文中討論）。另外，如果這些 SET 選項(xiàng)正確，查詢優(yōu)化器將不考慮索引視圖。

視圖必須使用架構(gòu)綁定創(chuàng)建，視圖中引用的任何用戶定義的函數(shù)必須使用 SCHEMABINDING 選項(xiàng)創(chuàng)建。

另外，還要求有一定的磁盤(pán)空間來(lái)存放由索引視圖定義的數(shù)據(jù)。

上文中就使用SQL Server 2000索引視圖提高性能的問(wèn)題為大家作出了詳細(xì)的解析，希望對(duì)大家能夠有所幫助。

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