SQL Server優(yōu)化(3)－實(shí)現(xiàn)小數(shù)據(jù)量和海量數(shù)據(jù)的通用分頁(yè)顯示存儲(chǔ)過(guò)程
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建立一個(gè) Web 應(yīng)用，分頁(yè)瀏覽功能必不可少。這個(gè)問(wèn)題是數(shù)據(jù)庫(kù)處理中十分常見(jiàn)的問(wèn)題。經(jīng)典的數(shù)據(jù)分頁(yè)方法是:ADO 紀(jì)錄集分頁(yè)法，也就是利用ADO自帶的分頁(yè)功能（利用游標(biāo)）來(lái)實(shí)現(xiàn)分頁(yè)。但這種分頁(yè)方法僅適用于較小數(shù)據(jù)量的情形，因?yàn)橛螛?biāo)本身有缺點(diǎn)：游標(biāo)是存放在內(nèi)存 中，很費(fèi)內(nèi)存。游標(biāo)一建立，就將相關(guān)的記錄鎖住，直到取消游標(biāo)。游標(biāo)提供了對(duì)特定集合中逐行掃描的手段，一般使用游標(biāo)來(lái)逐行遍歷數(shù)據(jù)，根據(jù)取出數(shù)據(jù)條件的 不同進(jìn)行不同的操作。而對(duì)于多表和大表中定義的游標(biāo)（大的數(shù)據(jù)集合）循環(huán)很容易使程序進(jìn)入一個(gè)漫長(zhǎng)的等待甚至死機(jī)。
更重要的是，對(duì)于非常大的數(shù)據(jù)模型而言，分頁(yè)檢索時(shí)，如果按照傳統(tǒng)的每次都加載整個(gè)數(shù)據(jù)源的方法是非常浪費(fèi)資源的?，F(xiàn)在流行的分頁(yè)方法一般是檢索頁(yè)面 大小的塊區(qū)的數(shù)據(jù)，而非檢索所有的數(shù)據(jù)，然后單步執(zhí)行當(dāng)前行。
最早較好地實(shí)現(xiàn)這種根據(jù)頁(yè)面大小和頁(yè)碼來(lái)提取數(shù)據(jù)的方法大概就是“俄羅斯存儲(chǔ)過(guò)程”。這個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程用了游標(biāo)，由于游標(biāo)的局限性，所以這個(gè)方法并沒(méi)有得 到大家的普遍認(rèn)可。
后來(lái)，網(wǎng)上有人改造了此存儲(chǔ)過(guò)程，下面的存儲(chǔ)過(guò)程就是結(jié)合我們的辦公自動(dòng)化實(shí)例寫(xiě)的分頁(yè)存儲(chǔ)過(guò)程：
create procedure pagination1
(@pagesize int, --頁(yè)面大小，如每頁(yè)存儲(chǔ)20條記錄
@pageindex int --當(dāng)前頁(yè)碼
)
as
set nocount on
begin
declare @indextable table(id int identity(1,1),nid int) --定義表變量
declare @PageLowerBound int --定義此頁(yè)的底碼
declare @PageUpperBound int --定義此頁(yè)的頂碼
set @PageLowerBound=(@pageindex-1)*@pagesize
set @PageUpperBound=@PageLowerBound+@pagesize
set rowcount @PageUpperBound
insert into @indextable(nid) select gid from TGongwen
where fariqi >dateadd(day,-365,getdate()) order by fariqi desc
select O.gid,O.mid,O.title,O.fadanwei,O.fariqi from TGongwen O,@indextable t
where O.gid=t.nid and t.id>@PageLowerBound
and t.id<=@PageUpperBound order by t.id
end
set nocount off
以上存儲(chǔ)過(guò)程運(yùn)用了SQL SERVER的最新技術(shù)――表變量。應(yīng)該說(shuō)這個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程也是一個(gè)非常優(yōu)秀的分頁(yè)存儲(chǔ)過(guò)程。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中，您也可以把其中的表變量寫(xiě)成臨時(shí) 表：create TABLE #Temp。但很明顯，在SQL SERVER中，用臨時(shí)表是沒(méi)有用表變量快的。所以筆者剛開(kāi)始使用這個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程時(shí)，感覺(jué)非常的不錯(cuò)，速度也比原來(lái)的ADO的好。但后來(lái)，我又發(fā)現(xiàn)了比此方 法更好的方法。
筆者曾在網(wǎng)上看到了一篇小短文《從數(shù)據(jù)表中取出第n條到第m條的記錄的方法》，全文如下：
從publish 表中取出第 n 條到第 m 條的記錄：
select TOP m-n+1 *
from publish
where (id NOT IN
(select TOP n-1 id
from publish))
id 為publish 表的關(guān)鍵字
我當(dāng)時(shí)看到這篇文章的時(shí)候，真的是精神為之一振，覺(jué)得思路非常得好。等到后來(lái)，我在作辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（ASP.NET+ C#＋SQL SERVER）的時(shí)候，忽然想起了這篇文章，我想如果把這個(gè)語(yǔ)句改造一下，這就可能是一個(gè)非常好的分頁(yè)存儲(chǔ)過(guò)程。于是我就滿網(wǎng)上找這篇文章，沒(méi)想到，文章 還沒(méi)找到，卻找到了一篇根據(jù)此語(yǔ)句寫(xiě)的一個(gè)分頁(yè)存儲(chǔ)過(guò)程，這個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程也是目前較為流行的一種分頁(yè)存儲(chǔ)過(guò)程，我很后悔沒(méi)有爭(zhēng)先把這段文字改造成存儲(chǔ)過(guò)程：
create PROCEDURE pagination2
(
@SQL nVARCHAR(4000), --不帶排序語(yǔ)句的SQL語(yǔ)句
@Page int, --頁(yè)碼
@RecsPerPage int, --每頁(yè)容納的記錄數(shù)
@ID VARCHAR(255), --需要排序的不重復(fù)的ID號(hào)
@Sort VARCHAR(255) --排序字段及規(guī)則
)
AS
DECLARE @Str nVARCHAR(4000)
SET @Str=''select TOP ''+CAST(@RecsPerPage AS VARCHAR(20))+'' * from
(''+@SQL+'') T where T.''+@ID+''NOT IN (select TOP ''+CAST((@RecsPerPage*(@Page-1))
AS VARCHAR(20))+'' ''+@ID+'' from (''+@SQL+'') T9 ORDER BY ''+@Sort+'') ORDER BY ''+@Sort
PRINT @Str
exec sp_executeSql @Str
GO
其實(shí)，以上語(yǔ)句可以簡(jiǎn)化為：
select TOP 頁(yè)大小 *
from Table1 where (ID NOT IN (select TOP 頁(yè)大小*頁(yè)數(shù) id from 表 ORDER BY id))
ORDER BY ID
但這個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是它含有NOT IN字樣。雖然我可以把它改造為：
select TOP 頁(yè)大小 *
from Table1 where not exists
(select * from (select top (頁(yè)大小*頁(yè)數(shù)) * from table1 order by id) b where b.id=a.id )
order by id
即，用not exists來(lái)代替not in，但我們前面已經(jīng)談過(guò)了，二者的執(zhí)行效率實(shí)際上是沒(méi)有區(qū)別的。既便如此，用TOP 結(jié)合NOT IN的這個(gè)方法還是比用游標(biāo)要來(lái)得快一些。
雖然用not exists并不能挽救上個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程的效率，但使用SQL SERVER中的TOP關(guān)鍵字卻是一個(gè)非常明智的選擇。因?yàn)榉猪?yè)優(yōu)化的最終目的就是避免產(chǎn)生過(guò)大的記錄集，而我們?cè)谇懊嬉惨呀?jīng)提到了TOP的優(yōu)勢(shì)，通過(guò) TOP 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)量的控制。
在分頁(yè)算法中，影響我們查詢速度的關(guān)鍵因素有兩點(diǎn)：TOP和NOT IN。TOP可以提高我們的查詢速度，而NOT IN會(huì)減慢我們的查詢速度，所以要提高我們整個(gè)分頁(yè)算法的速度，就要徹底改造NOT IN，同其他方法來(lái)替代它。
我們知道，幾乎任何字段，我們都可以通過(guò)max(字段)或min(字段)來(lái)提取某個(gè)字段中的最大或最小值，所以如果這個(gè)字段不重復(fù)，那么就可以利用這 些不重復(fù)的字段的max或min作為分水嶺，使其成為分頁(yè)算法中分開(kāi)每頁(yè)的參照物。在這里，我們可以用操作符“>”或“<”號(hào)來(lái)完成這個(gè)使 命，使查詢語(yǔ)句符合SARG形式。如：
select top 10 * from table1 where id>200
于是就有了如下分頁(yè)方案：
select top 頁(yè)大小 *
from table1
where id>
(select max (id) from
(select top ((頁(yè)碼-1)*頁(yè)大小) id from table1 order by id) as T
)
order by id
在選擇即不重復(fù)值，又容易分辨大小的列時(shí)，我們通常會(huì)選擇主鍵。下表列出了筆者用有著1000萬(wàn)數(shù)據(jù)的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中的表，在以 GID（GID是主鍵，但并不是聚集索引。）為排序列、提取gid,fariqi,title字段，分別以第1、10、100、500、1000、1萬(wàn)、 10萬(wàn)、25萬(wàn)、50萬(wàn)頁(yè)為例，測(cè)試以上三種分頁(yè)方案的執(zhí)行速度：（單位：毫秒）
頁(yè)碼 方案1 方案2 方案3
1 60 30 76
10 46 16 63
100 1076 720 130
500 540 12943 83
1000 17110 470 250
10000 24796 4500 140
100000 38326 42283 1553
250000 28140 128720 2330
500000 121686 127846 7168
從上表中，我們可以看出，三種存儲(chǔ)過(guò)程在執(zhí)行100頁(yè)以下的分頁(yè)命令時(shí)，都是可以信任的，速度都很好。但第一種方案在執(zhí)行分頁(yè)1000頁(yè)以上 后，速度就降了下來(lái)。第二種方案大約是在執(zhí)行分頁(yè)1萬(wàn)頁(yè)以上后速度開(kāi)始降了下來(lái)。而第三種方案卻始終沒(méi)有大的降勢(shì)，后勁仍然很足。
在確定了第三種分頁(yè)方案后，我們可以據(jù)此寫(xiě)一個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程。大家知道SQL SERVER的存儲(chǔ)過(guò)程是事先編譯好的SQL語(yǔ)句，它的執(zhí)行效率要比通過(guò)WEB頁(yè)面?zhèn)鱽?lái)的SQL語(yǔ)句的執(zhí)行效率要高。下面的存儲(chǔ)過(guò)程不僅含有分頁(yè)方案，還 會(huì)根據(jù)頁(yè)面?zhèn)鱽?lái)的參數(shù)來(lái)確定是否進(jìn)行數(shù)據(jù)總數(shù)統(tǒng)計(jì)。
–獲取指定頁(yè)的數(shù)據(jù)：
create PROCEDURE pagination3
@tblName varchar(255), -- 表名
@strGetFields varchar(1000) = ''*'', -- 需要返回的列
@fldName varchar(255)='''', -- 排序的字段名
@PageSize int = 10, -- 頁(yè)尺寸
@PageIndex int = 1, -- 頁(yè)碼
@doCount bit = 0, -- 返回記錄總數(shù), 非 0 值則返回
@OrderType bit = 0, -- 設(shè)置排序類(lèi)型, 非 0 值則降序
@strwhere varchar(1500) = '''' -- 查詢條件 (注意: 不要加 where)
AS
declare @strSQL varchar(5000) -- 主語(yǔ)句
declare @strTmp varchar(110) -- 臨時(shí)變量
declare @strOrder varchar(400) -- 排序類(lèi)型
if @doCount != 0
begin
if @strwhere !=''''
set @strSQL = "select count(*) as Total from [" + @tblName + "] where "+@strwhere
else
set @strSQL = "select count(*) as Total from [" + @tblName + "]"
end
–以上代碼的意思是如果@doCount傳遞過(guò)來(lái)的不是0，就執(zhí)行總數(shù)統(tǒng)計(jì)。以下的所有代碼都是@doCount為0的情況：
else
begin
if @OrderType != 0
begin
set @strTmp = "<(select min"
set @strOrder = " order by [" + @fldName +"] desc"
–如果@OrderType不是0，就執(zhí)行降序，這句很重要！
end
else
begin
set @strTmp = ">(select max"
set @strOrder = " order by [" + @fldName +"] asc"
end
if @PageIndex = 1
begin
if @strwhere != ''''
set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ "
from [" + @tblName + "] where " + @strwhere + " " + @strOrder
else
set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ "
from ["+ @tblName + "] "+ @strOrder
–如果是第一頁(yè)就執(zhí)行以上代碼，這樣會(huì)加快執(zhí)行速度
end
else
begin
–以下代碼賦予了@strSQL以真正執(zhí)行的SQL代碼
set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ " from ["
+ @tblName + "] where [" + @fldName + "]" + @strTmp + "(["+ @fldName + "])
from (select top " + str((@PageIndex-1)*@PageSize) + " ["+ @fldName + "]
from [" + @tblName + "]" + @strOrder + ") as tblTmp)"+ @strOrder
if @strwhere != ''''
set @strSQL = "select top " + str(@PageSize) +" "+@strGetFields+ " from ["
+ @tblName + "] where [" + @fldName + "]" + @strTmp + "(["
+ @fldName + "]) from (select top " + str((@PageIndex-1)*@PageSize) + " ["
+ @fldName + "] from [" + @tblName + "] where " + @strwhere + " "
+ @strOrder + ") as tblTmp) and " + @strwhere + " " + @strOrder
end
end
exec (@strSQL)
GO
上面的這個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程是一個(gè)通用的存儲(chǔ)過(guò)程，其注釋已寫(xiě)在其中了。 在大數(shù)據(jù)量的情況下，特別是在查詢最后幾頁(yè)的時(shí)候，查詢時(shí)間一般不會(huì)超過(guò)9秒；而用其他存儲(chǔ)過(guò)程，在實(shí)踐中就會(huì)導(dǎo)致超時(shí)，所以這個(gè)存儲(chǔ)過(guò)程非常適用于大容 量數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢。 筆者希望能夠通過(guò)對(duì)以上存儲(chǔ)過(guò)程的解析，能給大家?guī)?lái)一定的啟示，并給工作帶來(lái)一定的效率提升，同時(shí)希望同行提出更優(yōu)秀的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分頁(yè)算法。
該文章在 2023/3/8 0:24:00 編輯過(guò) |
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