sqlserver非聚聚索引原理

本文所使用的测试数据库：SQLSERVER2012

非聚集索引和聚集索引都是B+树数据类型，但是在存储上有很大的区别。下面我们通过创建测试表来研究一下非聚集索引的存储结构。

CREATE TABLE [dbo].[Department8](
	[DepartmentID] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
	[Name] [nvarchar](200) NOT NULL,
	[GroupName] [nvarchar](200) NOT NULL,
	[Company] [nvarchar](300) NULL,
	[ModifiedDate] [datetime] NOT NULL
)

创建非聚集索引：

CREATE NONCLUSTERED INDEX [NCL_Name_GroupName] ON [dbo].[Department8]
(
	[Name] ASC,
	[GroupName] ASC
)

向数据表中插入10万条数据

declare @i int=0;
while @i<100000
begin
	insert into Department8(Name,GroupName,Company,ModifiedDate)
	values('销售部'+convert(varchar(50),@i),'销售组'+convert(varchar(50),@i),'中国你好有限公司XX分公司',getdate())
	set @i=@i+1
end

创建一个表来存储Department8表的内部数据存储结构：

CREATE TABLE [dbo].[DBCCResult8](
	[PageFID] [nvarchar](200) NULL,
	[PagePID] [nvarchar](200) NULL,
	[IAMFID] [nvarchar](200) NULL,
	[IAMPID] [nvarchar](200) NULL,
	[ObjectID] [nvarchar](200) NULL,
	[IndexID] [nvarchar](200) NULL,
	[PartitionNumber] [nvarchar](200) NULL,
	[PartitionID] [nvarchar](200) NULL,
	[iam_chain_type] [nvarchar](200) NULL,
	[PageType] [nvarchar](200) NULL,
	[IndexLevel] [nvarchar](200) NULL,
	[NextPageFID] [nvarchar](200) NULL,
	[NextPagePID] [nvarchar](200) NULL,
	[PrevPageFID] [nvarchar](200) NULL,
	[PrevPagePID] [nvarchar](200) NULL
) 

将Department8表的内部数据存储结构信息插入到表DBCCResult8中：

insert into [dbo].[DBCCResult8] exec('dbcc ind(indextest,Department8,-1)')

下面我们来分析一下表DBCCResult8的数据：

 

 因为数据页太多，索引只截取了2部分有意义的数据。

PageType：10：IAM页面；1：数据页面；2：索引页面

IndexID：0：堆；1：聚集索引；2-255：非聚集索引

IndexLevel:页面所在树的层级，0表示叶子节点，即数据页

第一张图PageType=1，IndexID=0，IndexLevel=0,表示非聚集索引的数据页在堆表中，而聚集索引的数据页在叶子节点中

第二张图PageType=2,IndexID=2,IndexLevel=0,表示这些页面都是索引页

下面我们先来看看索引页有哪些信息：

dbcc traceon(3604,-1)
dbcc page('indextest',1,3243,3)

dbcc traceon(3604,-1)这个命令用来打开跟踪标志；dbcc page这个命令用来显示页面3243的页面信息。在我的电脑上3243是我随机选择的一个索引页，大家可根据自己电脑上页面信息自行修改这个页号。

可以看到这个索引页存储了Name和GroupName，还有RID，RID即指向堆表中对应行的指针。KeyHashValue是用哈希函数根据非聚集索引的第一个列的键值生成的散列值。

在讲聚集索引的时候我们说过，聚集索引只能定位到一个页面，然后在页面中查找要搜索的值。而非聚集索引可以用RID直接定位到行。也就是说非聚集索引里包含了数据表中多有的行，数据表有多少行非聚集索引就有多少行，只是非聚集索引只包含了创建非聚集索引时所用的列。当数据量很少的时候，数据库会使用全表扫描，因为全表扫描能查出更多的列。

下面我们可以测试一下，新建一个Department9，数据结构和Department8一模一样，和Department8建一样的索引，使用同样的查询语句。唯一的区别就是Department9表只插入的10条数据，而Department8表里有10万条记录。使用执行计划分析的结果如下：

数据量少的走的全表扫描，而数据量大的走的是非聚集索引扫描和书签查找。

我们创建非聚集索引的时候一般会创建多个列的索引，即复合索引。

在使用复合索引查找的时候有一点千万要注意：创建复合索引的第一列必须包含在where查询字段中，否则不会走非聚集索引查找。我们来做个测试：

select GroupName from [dbo].[Department8] where GroupName='销售组9'

GroupName是索引的第二个字段，所以走的是非聚集索引扫描，而不是查找

select GroupName from [dbo].[Department8] where GroupName='销售组9' and Name='销售部9'

 这个查询因为加上了列Name，所以走的是非聚集索引查找。注意Name在where查询字段中的顺序并不会影响查询优化器对索引的选择。

覆盖索引

关于覆盖索引的介绍，msdn上给出了详细的解释和用法：https://docs.microsoft.com/zh-cn/previous-versions/sql/sql-server-2005/ms190806(v=sql.90)