《数据库索引设计优化》读书笔记（五）

第8章 为表连接设计索引
练习

8.1 评估图8.25中所示连接的响应时间，过滤因子使用给定的值。

分析：
A为父表，B为子表，两个表做主外键关联查询，只有主键和外键上有索引，并且A表的主键索引和B表的外键索引为聚簇索引。
以A作为外层表做嵌套循环连接计算响应时间：
第1步：通过聚簇索引AK访问A表
索引 AK TR = 1 TS = 10000000
LTR 1 * 10ms + 10000000 * 0.01ms = 100s
第2步：通过聚簇索引AK访问B表
索引 AK TR = 10000000 * 1% = 100000 TS = 100000 * 5 = 500000
LTR 100000 * 10ms + 100000 * 5 * 0.01ms = 1005s
第3步：提取数据
50000000 * 1% * 0.001% * 0.1ms = 0.5ms

所以以A作为外层表做嵌套循环连接响应时间约为1105（100 + 1005）秒

以B作为外层表做嵌套循环连接计算响应时间：
第1步：通过聚簇索引AK访问B表
索引 AK TR = 1 TS = 50000000
LTR 1 * 10ms + 50000000 * 0.01ms = 500s
第2步：通过聚簇索引AK访问A表
索引 AK TR = 50000000 * 0.001% = 500 TS = 500
LTR 500 * 10ms + 500 * 0.01ms = 5s
第3步：提取数据
50000000 * 1% * 0.001% * 0.1ms = 0.5ms

所以以B作为外层表做嵌套循环连接响应时间约为505（500 + 5）秒

8.2 在不添加冗余字段的前提下，为该连接设计最佳索引并评估响应时间。
分析：
因为B1 > :B1的FF很小，仅为0.001%，所以可以建立以B1为前缀的宽索引(B1,AK,B2)
以B作为外层表做嵌套循环连接计算响应时间：
第1步：通过索引B1访问B表，因为B1是宽索引，所以无需回表访问
索引 B1 TR = 1 TS = 50000000 * 0.001% = 500
LTR 1 * 10ms + 500 * 0.01ms = 15ms
第2步：通过聚簇索引AK访问A表
索引 AK TR = 500 TS = 500
LTR 500 * 10ms + 500 * 0.01ms = 5005ms
第3步：提取数据
50000000 * 1% * 0.001% * 0.1ms = 0.5ms

所以使用B1上的宽索引(B1,AK,B2)，以B作为外层表做嵌套循环连接响应时间约为5（(15+5005+0.5)/1000）秒。

8.3 CUST表中有三个指向代码表的外键。评估在嵌套循环和最佳表访问顺序下，下述这四表连接的本地响应时间（参见图8.26）

分析：
根据四个表的记录数，最佳表访问顺序为C1->CUST->C3->C2
第1步：通过聚簇索引C1PK访问C1表
LTR 1 * 10ms + 1000 * 0.01ms = 0.02s
第2步：通过索引C1PK访问CUST表
LTR 1000 * 10ms + 1000 * 1000 * 0.01ms = 20s -- 平均每个C1PK对应1000行CUST表的记录
第3步：通过索引C3PK访问C3表
LTR 1000000 * 10ms = 10000s
第4步：通过索引C2PK访问C2表
LTR 1000000 * 10ms = 10000s
第5步：提取数据
1000000 * 0.1ms = 100s

本地响应时间约为 20 + 10000 * 2 + 100 = 20120s

8.4 假设SQL 8.19在一个批任务中会被执行一百万次。我们需要改进索引么？调优的空间有多大？有其他方法可以用来提升该SELECT语句的性能吗？

-- SQL 8.19
SELECT CNAME, C1TEXT, C2TEXT, C3TEXT
  FROM CUST, C1, C2, C3
 WHERE CUST.CNO = :CNO
   AND CUST.C1PK = C1.C1PK
   AND CUST.C2PK = C2.C2PK
   AND CUST.C3PK = C3.C3PK

分析：
因为CNO为主键聚簇索引，所以SQL 8.19最多返回一行记录，先计算执行一次的时间
索引 CNO TR = 1 TS = 1
索引 C1PK TR = 1 TS = 1
索引 C2PK TR = 1 TS = 1
索引 C3PK TR = 1 TS = 1
提取数据 1 * 0.1ms
LTR 4 * 10ms + 4 * 0.01ms + 0.1ms = 40.14ms
一百万次的执行时间为 1000000 * 40.14ms = 40140s
因为所有的索引访问都是针对主键聚簇索引，所以不需要改进索引。
在CUST表上增加C1TEXT, C2TEXT, C3TEXT三个冗余列，使用触发器维护，这样可以避免表连接，执行时间为：
1000000 * (10ms + 0.01ms + 0.1ms) = 10110s
调优的空间为3/4。