优化设计方案

要在良好的SQL Server方案中实现最优的性能,最关键的是要有1个很好的数据库设计方案。在实际工作中,许多SQL Server方案往往是由于数据库设计得不好导致性能很差。所以,要实现良好的数据库设计就必须考虑这些问题。
一般来说,逻辑数据库设计会满足规范化的前3级标准:
1规范:没有重复的组或多值的列。
2规范:非关键字段必须依赖于主关键字,不能依赖于1个组合主关键字的某些组成部分。
3规范:非关键字段不能依赖于非关键字段。
1、主键(Primary Key)
键被用于复杂的SQL语句时,频繁地在数据访问中被用到。一个表只有一个主键。主键应该有固定值(不能为Null或缺省值,要有相对稳定性),不含代码信息,易访问。把常用(众所周知)的列作为主键才有意义。短主键最佳(小于25bytes),主键的长短影响索引的大小,索引的大小影响索引页的大小,从而影响磁盘I/O
主键分为自然主键和人为主键。自然主键由实体的属性构成,自然主键可以是复合性的,在形成复合主键时,主键列不能太多,复合主键使得Join*作复杂化、也增加了外键表的大小。人为主键是,在没有合适的自然属性键、或自然属性复杂或灵敏度高时,人为形成的。人为主键一般是整型值(满足最小化要求),没有实际意义,也略微增加了表的大小;但减少了把它作为外键的表的大小。
2 外键(Foreign Key
外键的作用是建立关系型数据库中表之间的关系(参照完整性),主键只能从独立的实体迁移到非独立的实体,成为后者的一个属性,被称为外键。
3、索引(Index)
利用索引优化系统性能是显而易见的,对所有常用于查询中的Where子句的列和所有用于排序的列创建索引,可以避免整表扫描或访问,在不改变表的物理结构的情况下,直接访问特定的数据列,这样减少数据存取时间;利用索引可以优化或排除耗时的分类*;把数据分散到不同的页面上,就分散了插入的数据;主键自动建立了唯一索引,因此唯一索引也能
确保数据的唯一性(即实体完整性);索引码越小,定位就越直接;新建的索引效能最好,因此定期更新索引非常必要。
索引也有代价:有空间开销,建立它也要花费时间,在进行InsertDeleteUpdate*作时,也有维护代价。
索引有两种:聚族索引和非聚族索引。聚族索引:表中数据按照索引的顺序存储,检索效率比普通索引高,但对数据新增/修改/删除的影响比较大。非聚族索引:表中数据不按照索引的顺序存储,检索效率比聚集索引低,对数据新增/修改/删除的影响很少
4、锁
锁是并行处理的重要机制,能保持数据并发的一致性,即按事务进行处理;系统利用锁,保证数据完整性。因此,我们避免不了死锁,但在设计时可以充分考虑如何避免长事务,减少排它锁时间,减少在事务中与用户的交互,杜绝让用户控制事务的长短;要避免批量数据同时执行,尤其是耗时并用到相同的数据表。一个表同时只能有一个排它锁,一个用户用时,其它用户在等待。若用户数增加,则Server的性能下降,出现假死现象。如何避免
死锁呢?从页级锁到行级锁,减少了锁征用;给小表增加无效记录,从页级锁到行级锁没有影响,若在同一页内竞争有影响,可选择合适的聚族索引把数据分配到不同的页面;创建冗余表;保持事务简短;同一批处理应该没有网络交互。
5 查询优化规则
在访问数据库表的数据(Access Data)时,要尽可能避免排序(叶念琛三部曲Sort)、连接(Join)和相关子查询*prk作。经验告诉我们,在优化查询时,必须做到:
  尽可能少的行;
  避免排序或为尽可能少的行排序,若要做大量数据排序,最好将相关数据放在临时表中*;用简单的键(列)排序,如整型或短字符串排序;
  避免表内的相关子查询;
  避免在Where子句中使用复杂的表达式或非起始的子字符串、用长字符串连接;
  Where子句中多使用And)连接,少使用(Or)查尔斯 泰勒连接;
  利用临时数据库。在查询多表、有多个连接、查询复杂、数据要过滤时,可以建临时表(索引)以减少I/O。但缺点是增加了空间开销。
除非每个列都有索引支持,否则在有连接的查询时分别出两个动态索引,放在工作表中重新排序。
6ingan 基本表扩展设计
  基于第三范式设计的库表虽然有其优越性,然而在实际应用中有时不利于系统运行性能的优化:如需要部分数据时而要扫描整表,许多过程同时竞争同一数据,反复用相同行计算相同的结果,过程从多表获取数据时引发大量的连接*作,当数据来源于多表时的连接*;这都消耗了磁盘I/OCPU时间。 尤记养肝茶尤其在遇到下列情形时,我们要对基本表进行扩展设计:许多过程要频繁访问一个表、子集数据访问、重复计算和冗余数据,有时用户要求一些过程优先或低的响应时间。如何避免这些不利因素呢?根据访问的频繁程度对相关表进行分割处理、存储冗余数据、存储衍生列、合并相关表处理,这些都是克服这些不利因素和优化系统运行的有效途径。
1  分割表或储存冗余数据
  分割表分为水平分割表和垂直分割表两种。分割表增加了维护数据完整性的代价。
水平分割表:一种是当多个过程频繁访问数据表的不同行时,水平分割表,并消除新表中
的冗余数据列;若个别过程要访问整个数据,则要用连接*作,这也无妨分割表;典型案例是电信话单按月分割存放。另一种是当主要过程要重复访问部分行时,最好将被重复访问的这些行单独形成子集表(冗余储存),这在不考虑磁盘空间开销时显得十分重要;但在分割表以后,增加了维护难度,要用触发器立即更新、或存储过程或应用代码批量更新,这也会增加额外的磁盘I/O开销。
垂直分割表(不破坏第三范式),一种是当多个过程频繁访问表的不同列时,可将表垂直分成几个表,减少磁盘I/O(每行的数据列少,每页存的数据行就多,相应占用的页就少),更新时不必考虑锁,没有冗余数据。缺点是要在插入或删除数据时要考虑数据的完整性,用存储过程维护。另一种是当主要过程反复访问部分列时,最好将这部分被频繁访问的列数据单独存为一个子集表(冗余储存),这在不考虑磁盘空间开销时显得十分重要;但这增加了重叠列的维护难度,要用触发器立即更新、或存储过程或应用代码批量更新,这也会增加额外的磁盘I/O开销。垂直分割表可以达到最大化利用Cache的目的。
2 存储衍生数据
  对一些要做大量重复性计算的过程而言,若重复计算过程得到的结果相同(源列数据稳定,
因此计算结果也不变),或计算牵扯多行数据需额外的磁盘I/O开销,或计算复杂需要大量的CPU时间,就考虑存储计算结果(冗余储存)。
3)消除昂贵的表结合
对于频繁同时访问多表的一些主要过程,考虑在主表内存储冗余数据,即存储冗余列或衍生列(它不依赖于主键),但破坏了第三范式,也增加了维护难度。在源表的相关列发生变化时,必须要用触发器或存储过程更新这个冗余列。当主要过程总同时访问两个表时可以合并表,这样可以减少磁盘I/O*作,但破坏了第三范式,也增加了维护难度。对父子表和11关系表合并方法不同:合并父子表后,产生冗余表;合并11关系表后,在表内产生冗余数据。
4 数据库对象的放置策略
  数据库对象的放置策略是均匀地把数据分布在系统的磁盘中,平衡I/O访问,避免I/O瓶颈。
访问分散到不同的磁盘,即使用户数据尽可能跨越多个设备,多个I/O运转,避免I/O竞争,克服访问瓶颈;分别放置随机访问和连续访问数据。
分离系统数据库I/O和应用数据库I/O。把系统审计表和临时库表放在不忙的磁盘上。
把事务日志放在单独的磁盘上,减少磁盘I/O开销,这还有利于在障碍后恢复,提高了系统的安全性。
把频繁访问的活性表放在不同的磁盘上;把频繁用的表、频繁做Join*作的表分别放在单独的磁盘上,甚至把把频繁访问的表的字段放在不同的磁盘上,把访问分散到不同的磁盘上,避免I/O争夺;
利用段分离频繁访问的表及其索引(非聚族的)、分离文本和图像数据。段的目的是平衡I/O,避免瓶颈,增加吞吐量,实现并行扫描,提高并发度,最大化磁盘的吞吐量。利用逻辑段功能,分别放置梁在平活性表及其非聚族索引以平衡I/O。当然最好利用系统的默认段。另外,利用段可以使备份和恢复数据更加灵活,使系统授权更加灵活。

本文发布于:2024-09-23 03:32:44,感谢您对本站的认可!

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