索引鍵的唯一性（2/4）：唯一與非唯一聚集索引 原文:索引鍵的唯一性（2/4）：唯一與非唯一聚集索引

在上一篇文章里，我們討論了堆表上唯一/非唯一非聚集索引。在SQL Server里沒有聚集索引定義的叫堆表。當你在堆表上定義了一個聚集索引，你的表數(shù)據(jù)就會重組按聚集鍵的順序進行物理存儲，因為這個表叫做聚集表。這篇文章里，我想談下唯一和非唯一聚集索引之間的區(qū)別，這2類聚集索引對存儲的影響。

看這個文章之前，希望你對聚集索引有個基本的認識，并且知道堆表和聚集表之間的區(qū)別，還有當在表上定義了一個聚集索引，表里數(shù)據(jù)頁是如何組織的（B樹結構）。

我們從唯一聚集索引談起。在SQL Server里你有很多方法去定義唯一聚集索引。第1個最簡單的方法就是列上定義一個主鍵（PRIMARY KEY）約束。SQL Server通過在表上創(chuàng)建那列的唯一聚集索引來施行主鍵（PRIMARY KEY）約束。另外一個方法是通過CREATE CLUSTERED INDEX語句來常見唯一聚集索引——但當你不指定UNIQUE屬性時，SQL Server默認是會為你創(chuàng)建非唯一的聚集索引！下列這段代碼會創(chuàng)建Customers表，這個表結構和上篇文章一樣，但這次我們在CustomerID列創(chuàng)建主鍵（PRIMARY KEY）約束。因此SQL Server會在表上創(chuàng)建唯一聚集索引，在葉子層里，數(shù)據(jù)頁是按CustomerID列值排序的。

1 -- Create a table with 393 length + 7 bytes overhead = 400 bytes 2 -- Therefore 20 records can be stored on one page (8.096 / 400) = 20,24 3 CREATE TABLE Customers 4 ( 5 CustomerID INT NOT NULL PRIMARY KEY IDENTITY(1, 1), 6 CustomerName CHAR(100) NOT NULL, 7 CustomerAddress CHAR(100) NOT NULL, 8 Comments CHAR(189) NOT NULL 9 ) 10 GO 11 12 -- Insert 80.000 records 13 DECLARE @i INT = 1 14 WHILE (@i <= 80000) 15 BEGIN 16 INSERT INTO Customers VALUES 17 ( 18 'CustomerName' + CAST(@i AS CHAR), 19 'CustomerAddress' + CAST(@i AS CHAR), 20 'Comments' + CAST(@i AS CHAR) 21 ) 22 23 SET @i += 1 24 END 25 GO

我們可以通過DBCC IND命令找出索引根頁后（PageType為2，IndexLevel為2，即B樹有3層：根和葉子層，PagePID為15359），就可以使用DBCC PAGE查看根頁的內容。這里我的索引根頁是15359。

1 TRUNCATE TABLE dbo.sp_table_pages 2 INSERT INTO dbo.sp_table_pages 3 EXEC('DBCC IND(ALLOCATIONDB, Customers, -1)') 4 5 SELECT * FROM dbo.sp_table_pages ORDER BY IndexLevel DESC

1 DBCC PAGE(ALLOCATIONDB, 1, 15359, 3) 2 GO

從上圖里，我們可以看到每個索引記錄包含聚集鍵，在這個例子是CustomerID列的值。

如果你從字節(jié)存儲級別分析聚集索引記錄的話，你會發(fā)現(xiàn)SQL Server這里使用下列字節(jié)信息：

• 1 byte：狀態(tài)位
• n bytes：聚集鍵——這個例子里是4 bytes
• 4 bytes：頁ID（PageID）
• 2 bytes：文件ID（FileID)

可以看出，聚集鍵的長度直接影響索引記錄的長度。這就是說，你的聚集鍵長度越小，索引頁上就可以存放更多的索引記錄，因此你的聚集索引將更緊湊，查找更快，維護更容易。當你在你的聚集索引繼續(xù)往下看時，你會發(fā)現(xiàn)所有中間層的索引結構和剛才的描述完全一樣。這2層是沒有任何區(qū)別的，除了索引葉子層，因為這層包含你實際邏輯排序的數(shù)據(jù)頁。

現(xiàn)在我們來看看SQL Server里非唯一聚集索引，看看它們和唯一聚集索引的區(qū)別。為了演示這類索引，我重建了Customers表，并通過CREATE CLUSTERED INDEX語句在表上創(chuàng)建了非唯一聚集索引。

1 DROP TABLE dbo.Customers 2 -- Create a table with 393 length + 7 bytes overhead = 400 bytes 3 -- Therefore 20 records can be stored on one page (8.096 / 400) = 20,24 4 CREATE TABLE Customers 5 ( 6 CustomerID INT NOT NULL, 7 CustomerName CHAR(100) NOT NULL, 8 CustomerAddress CHAR(100) NOT NULL, 9 Comments CHAR(181) NOT NULL 10 ) 11 GO 12 13 -- Create a non unique clustered index 14 CREATE CLUSTERED INDEX idx_Customers_CustomerID 15 ON Customers(CustomerID) 16 GO

最后，我插入80000條記錄，這些記錄的CustomerID列（聚集鍵）不再唯一：

1 -- Insert 80.000 records 2 DECLARE @i INT = 1 3 WHILE (@i <= 20000) 4 BEGIN 5 INSERT INTO Customers VALUES 6 ( 7 @i, 8 'CustomerName' + CAST(@i AS CHAR), 9 'CustomerAddress' + CAST(@i AS CHAR), 10 'Comments' + CAST(@i AS CHAR) 11 ) 12 INSERT INTO Customers VALUES 13 ( 14 @i, 15 'CustomerName' + CAST(@i AS CHAR), 16 'CustomerAddress' + CAST(@i AS CHAR), 17 'Comments' + CAST(@i AS CHAR) 18 ) 19 INSERT INTO Customers VALUES 20 ( 21 @i, 22 'CustomerName' + CAST(@i AS CHAR), 23 'CustomerAddress' + CAST(@i AS CHAR), 24 'Comments' + CAST(@i AS CHAR) 25 ) 26 27 INSERT INTO Customers VALUES 28 ( 29 @i, 30 'CustomerName' + CAST(@i AS CHAR), 31 'CustomerAddress' + CAST(@i AS CHAR), 32 'Comments' + CAST(@i AS CHAR) 33 ) 34 35 SET @i += 1 36 END 37 GO

我們找下這個非唯一聚集索引的根頁：

1 TRUNCATE TABLE dbo.sp_table_pages 2 INSERT INTO dbo.sp_table_pages 3 EXEC('DBCC IND(ALLOCATIONDB, Customers, -1)') 4 5 SELECT * FROM dbo.sp_table_pages ORDER BY IndexLevel DESC

我們再來看看根頁的內容：

1 DBCC PAGE(ALLOCATIONDB, 1, 15359, 3) 2 GO

我們發(fā)現(xiàn)，SQL Server這里增加了UNIQUIFIER (key)的額外列。這列是SQL Server用來保證非唯一聚集鍵唯一。UNIQUIFIER (key)是4 bytes始于0的長整型值。當你有2條CustomerID值都是1380時，第1條的UNIQUIFIER為0，第2條的UNIQUIFIER值為1。但SQL Server只在索引的導航結構（高于葉子層的所有層）里保存UNIQUIFIER，即葉子層的UNIQUIFIER不為0。SQL Server只在非唯一聚集索引的導航結構里包含0值的UNIQUIFIER，這就是說導航結構里是不物理保存UNIQUIFIER的。在非唯一聚集索引里，唯一保存UNIQUIFIER的地方是在數(shù)據(jù)頁，就是保存實際數(shù)據(jù)的地方。下圖是我們聚集聚集索引里的中間層，你會看到UNIQUIFIER在這里是保存的。

1 DBCC PAGE(ALLOCATIONDB, 1, 15359, 3) 2 GO 3 4 DBCC PAGE(ALLOCATIONDB, 1, 14635, 3) 5 GO

最后我們看看數(shù)據(jù)頁14633：

1 DBCC TRACEON(3604) 2 DBCC PAGE(ALLOCATIONDB, 1, 14633, 3) with tableresults 3 GO

我們來找4條CustomerID值為1的記錄，看看UNIQUIFIER的值是多少（應該是0，1，2，3）。

因此唯一和非唯一聚集索引的區(qū)別是在數(shù)據(jù)頁，因為當使用非唯一聚集索引時，SQL Server使用4 bytes長的UNIQUIFIER來保證它們唯一，要記住，在你定義非唯一聚集索引時，這個額外開銷始終存在。

下面文章我們會詳細分析下唯一聚集索引上，唯一和非唯一非聚集索引的區(qū)別。請繼續(xù)關注！?

posted on 2015-06-10 16:18 NET未來之路 閱讀(...) 評論(...) 編輯 收藏

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的索引键的唯一性（2/4）：唯一与非唯一聚集索引的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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