转自:http://www.cnblogs.com/wayfarer/archive/2005/04/19/140609.html
数据库的查询功能,其性能终究是有限的。即使我们对数据库进行了最优配置,对数据表设计再三斟酌,然而一旦面临海量数据,且返回结果集较大的时候,常规的查询语句就无能为力了。一般说来,当返回的结果集超过总数量的40%时,数据库层面上的优化就显得束手无策了。此时,我们应该考虑从sql语句和程序业务上着手。
在我参与开发的业务里,主要是在通讯行业,如移动、电信或网通,其中数据表数量最多的就是话单记录。通常都会在每个月达到百万级的数量,一年合计就达到千万级了。在这种情况下,除了进行定期备份和清除无效数据等措施,以减少话单总量。在进行话单的查询设计时,仍然需要进行设计上的改进,以满足客户的需求。
1. 总体思路
通过SQL语句“set rowcount 每页记录数”,并指定每页记录数,每次只查询符合条件记录集中指定的记录数,以达到分页的目的。由于查询功能一般应用在平台界面中,如果通过分页的方式,可以使得单位查询的速度显著提高。同时,返回的结果集也显著减少,这降低了一次查询消耗内存的容量,对于界面的刷新速度也有明显的提高。由于分页查询将原来一次查询的总时间,通过分页的方式,分割为每个小段,因此对于用户而言,每次获得结果的时间就很短了,这在界面与交互设计中,从考虑用户体验的角度出发,也是非常合理的。
由于该方法需要指定每页记录数,因此需要被查询的目的表必须具备一个标识唯一值的字段,并将该字段建立索引,以作为查询和排序的条件。在数据库设计中,有很多种创建标识字段的方法。最简单地莫过于创建Identity字段。当然这种方式的问题也多多,这里不再赘述。也可以写一个存储过程,负责生成唯一标识的ID。
2. 实现方案
要进行分页查询,首先需要确定每页的记录数。根据各种业务和局方的不同需求,同时各个局方话单量也各有不同,所以,每页记录数值应放到AAA.ini配置文件中,便于灵活配置。
在分页查询之前,我们需要知道每个月的话单应该的总页数,可以先获得查询目的表的总记录数(以Ctsi业务 (固网点对点短信)为例,下同),SQL语句如下:
select count(1) from CtsiInfoRecord where 条件
注:后面的查询语句中均应包括查询条件,为清楚表现sql语句,本文一律省略该条件。
然后通过总记录数和每页记录数,获得每个月分页查询的总页数。
由于我们的业务主要使用微软的Sql Server2000和sybase。因此,实现分页查询有两种方式。具体实现方案如下:
2.1 方案一:通过建立临时表结合分页查询
在微软的Sql Server中,在其T-SQL中引入了top语法,通过该语法可以非常方便的实现分页查询,sql语句为(以Ctsi业务为例):
select top 每页记录数 * from CtsiInfoRecord01 where IdCdr not in
(select top 页数*每页记录数 IdCdr from CtsiInfoRecord01 order by IdCdr)
order by IdCdr
在实际查询时,只需要修改子查询的top记录数即可。
遗憾的是,该top语法在sybase中并不支持。相对应的语法为set rowcount 记录数。但该语法不能放在子查询语句中,因此,上述的方法无法实现。
根据该方法的实现思路,引入临时表,并结合分页查询来实现,sql语句如下:
set rowcount页数*每页记录数
select IdCdr into #ctsitable from CtsiInfoRecord01 order by IdCdr
set rowcount 每页记录数
select * from CtsiInfoRecord01 where IdCdr not in
(select IdCdr from #ctsitable ) order by IdCdr
drop table #ctsitable
注:#ctsitable为临时库tempdb中的临时表;
在sybase中,不支持在子查询中引入order by;
如果查询第一页,则不需要建立临时表,直接查询即可:
set rowcount 每页记录数 select * from CtsiInfoRecord01 order by IdCdr
2.2 方案二:直接根据IdCdr条件分页查询
假定话单表的唯一标识字段为IdCdr。如果通过order by进行排序(默认升序),在每页记录数固定以及查询条件相同的前提下,下一页查询的所有记录,其IdCdr值必然大于上一页末记录的IdCdr。如果我们每次查询后,获得了末记录的IdCdr值,然后在下一次查询时,引入该条件,得到的结果必然是根据条件查询出来的下一页结果。方法如下:
set rowcount 每页记录数
select * from CtsiInfoRecord where IdCdr > 上一页末记录IdCdr值 order by IdCdr
如果是上一页查询,则刚好相反,需要获得下一页首记录的IdCdr值:
set rowcount 每页记录数
select * from CtsiInfoRecord where IdCdr < 下一页首记录IdCdr值
注:如果查询首页,则将IdCdr值条件删掉。
如果查询末页,在删掉IdCdr值条件的同时,将排序改为降序的方式。
2.3 两种方案实现方式的比较
从Sql语句的角度来看,方案二更简单,也更容易理解。不过相对麻烦的就是需要每次去获得上一页末记录的IdCdr值(或下一页首记录IdCdr值)。前一次查询时,还需要记录首记录和末记录值。另外,方案二是根据上页首记录(或末记录)IdCdr值作为查询条件,它与具体的页数无关,因此,无法直接定位显示某页的结果,除非在之前将各页的首、末记录放到数组中保存下来,但这就要耗费一定的时间。一旦改变了查询条件,数组中保存的值,还需要更新。
方案一,Sql语句较复杂,但并不影响查询的程序。同时,由于其引入了临时表机制,该临时表是放到tempdb数据库中。如果多次查询,则必然会多次删除和创建临时表,带来的结果是tempdb数据库的日志会不段增长。同时由于日志的增长,也会影响使用临时表的性能。如果要具体实现,必须在上述的sql语句中,实时地清除tempdb库中的日志。
总体说来,方案一,Sql语句复杂,但程序设计简单;而方案二则刚刚相反。
2.4 两种方案性能的比较
由于上述两种方案都是对sql语句进行改进,因此我在测试时,直接运行sql语句来计算其查询所消耗的时间。如果是在具体的业务界面中,还应加上一些前置、后置操作的耗时,尤其是界面显示结果集的时间。但由于每页记录数相对较小,返回的结果集也较小,因此这些耗时可以忽略不计。
另外,测试记录的时间只包括了查询语句的时间(方案一还包括了建立临时表,并插入记录的时间),没有包含计算符合条件的总记录数时间。
2.4.1 测试环境
操作系统:Windows
数据库:Sql Server 2000
访问方式:本机直接访问数据库(非客户端访问方式)
总记录数:9,001,789条
每页记录数:2,000条
2.4.2 测试结果
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方案一(耗时:秒)
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方案二(耗时:秒)
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第1页
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0.1~0.2
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0.1~0.2
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第3页(4,000条记录后)
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11
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0.1~0.2
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第10页(20,000条记录后)
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12
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0.1~0.2
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第50页(100,000条记录后)
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14
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0.1~0.2
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第100页(200,000条记录后)
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15
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0.1~0.2
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第1000页(2,000,000条记录后)
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47
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0.1~0.2
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从测试结果看,方案二在性能上有非常大的优势。由于IdCdr建立了索引,且该值为int类型,因此,查询条件中,IdCdr具体的值对查询没有影响。而方案一由于是通过临时表方式,且临时表的记录数会根据页数的增加而增加,这在一定程度上影响了查询性能。(注:如果是在Sql Server中,且数据量不太大,选择方案一并采用top的方法还是比较优秀的。一般的网页设计时,分页查询均采用这种方式)不过,如果我们不仅是实现上、下页翻页,还要实现指定页查询,则第二种方案由于需要获得所有页首、末记录的IdCdr值,故在查询之前的初始化过程需要耗费较长的时间。
两种方案,各有优势。另外,对于分页查询时,我们还可以使用游标来实现。但是如果是多种数据库,使用游标的方式不便于数据库脚本的移植,应该慎用
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 17:13
请问:
数据查询的时候数据会更新吗?
如果更新的话,更新数据的入口点,你可以控制吗?也即使你是否能让所有更新数据的入口都在某个程序中?
最重要的一点,需要对所有数据进行动态排序吗?(就是用户会更换排序条件)如果会,那么提供排序的列有几个? 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 17:33
楼主的思考是有一定的道理的。
我一般是使用GUID做主键的。那怎么办呢?? 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 17:47
方案2确实效率高,但对表设计有要求,不光是程序上的处理 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 18:10
方案2的确可以达到较高的效率,也是可行的。
但是,使用频率应该是不高,道理其实只有一个,因为大多数的排序都不是按主键来排序的。
所以,分页存储过程,我认为,使用得最多的倒是SQL语句拼凑的方法来分页,和使用表变量(或临时表)的方法来分页的最多。
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# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 20:44
插临时表的办法分页效率不好。还是SQL语句嵌套方式好。 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 21:22
博客园采用的是方案一, 看来需要改进一下。 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 22:23
None问得很有道理。在查询的时候,如果有最新的更新,是否能显示,要看这条新记录插入的时机。然而由于每页查询耗时比较少,且每次查询都会根据条件和排序进行select,因此影响不会太大。
然而方案二的排序方式,必然要受到排序的影响。至少在进行排序时,IdCdr必须是排序的主字段。
另外,GUID使用这种方式是可以的。虽然GUID是随机产生的,但它仍然有顺序。只是比起Identity字段,要慢一些。而且如果有实时插入的新纪录的话,可能会在查询的时候会漏掉。
@dudu
如果记录不时太多,比如达到百万级。且使用Sql Server的话,我觉采用方案一结合top就够了。 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-19 23:39
楼主的第二个方案和我用的完全一样。这个写起来很方便,我就一直这么用了。
但如果真从数据库性能来讲它并不是很好的,特别是用到了not in的时候,最好连in都不要用。
我目前正在思考怎样优化这种sql语句。 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-20 08:45
楼主是否考虑过在程序中实现缓存呢?
比如说:把IdCdr索引完全的读到程序中,缓存起来(比如ArrayList,当然有泛型更好),下次要查,在这里得到ID号,然后根据ID号直接到数据库查出数据,数据总记录数量也可以统计缓存中的索引数量得出,并且做任何更新的时候,都需要同步这个索引,如果有多个排序,那就给每个排序维护一个索引,楼主是否也考虑到内存的问题了,是的,这样相当消耗内存,我做过,大约1000W的ID存于ArrayList中会使用大约160M的内存,如果有泛型就好很多了!不过就便是160M,对于1000W数据的应用来说又算得了什么呢?这样做的话,在1600+512内存的情况下,任何一页数据的获取都只需要15-60ms就够了,而对用户来说,完全察觉不到。。。 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-20 09:27
@None
正如你说的,还是内存的问题。消耗这么多内存,以换取几毫秒,或者几秒钟的性能,不划算。
因为程序是作为客户端安装在客户机上,机器的配置也不会太高。 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-20 09:52
恩那,我觉得如果数据库在服务器上呢,就比较适合,如果数据库在客户端确实就没有必要了,如果客户端只负责显示,而服务器上负责业务逻辑,可能也比较适合实现。 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-20 09:53
对了,关键在于,这样实现之后,数据库服务器的开销将会大大降低,我记得我测试的时候CPU基本没超过2%过,如果不用,则一直在40%以上 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-20 10:11
这个对数据库表又要求吧?我的表没有唯一标示的字段怎么办? 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-20 12:00
呵呵,这个是有假设基础的,假设基础就是肯定有唯一标识 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-04-20 16:14
哎,偶看来已经固步自封了 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-06-09 18:01
我的表也没有唯一的标识符,我准备在方法二的基础上+一个identity的临时表来实现,不知道可不可以? 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-06-30 21:23
er 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-06-30 21:32
各位大侠:
我有一个问题,请问在sql server中百万数据量的表上
针对一个或两个字段进行LIKE条件检索的时间大概是多少亚?
谢谢!
例如:
select title,author,abstract
from books
where ((books.abstract like '%你好%')
and (books.titile like '%题目%'))
我这里没有这种规模的数据库,望各位大侠帮忙一下。
能把结果发到我的信箱吗? happyiww◎126.com 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-08-19 11:41
我是初学者,请作者帮帮忙,我现在做了一个简单的客户资料档案系统,请问怎样才能让他有外部连接呀,谢谢指教. 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2005-08-19 11:42
我的QQ:42575475 邮箱:wang7261712@126.com 回复 更多评论
# re: 怎样改进数据库的查询性能? 2006-12-15 23:26
写的好
posted on 2007-05-12 21:00
★yesjoy★ 阅读(442)
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数据库的查询及性能优化