SQL server數據庫性能優化策略探析

宋國平

(吉林廣播電視大學，吉林 長春 130022)

隨著計算機網絡的應用范圍的推廣，各種信息系統、尤其是基于互聯網的管理系統已經在人們生產生活的各個領域得到廣泛應用，一些規模較大、高并發、大數據訪問比較頻繁的信息數據庫系統的性能越發受到人們的重視。由于數據庫是信息系統的核心和基礎，因此，一個系統性能的優劣在相當程度上要受數據庫設計的影響。

SQLServer是Microsoft公司開發的大型關系型數據庫管理系統，是Windows平臺下的主流數據庫產品之一，被廣泛用于多種信息管理系統中，所以研究Windows平臺下的SQL Server數據庫優化對于管理系統性能的提升是非常必要的。

數據庫優化就是在一定的計算機系統資源下，盡可能提高響應速度和服務質量，它涉及數據庫設計、應用程序設計和接口設計等多個方面，取決于應用需求及系統開發人員的專業素質、經驗和技巧，是一個相當復雜的工程。數據庫設計方案是數據庫系統優化的關鍵，一個合理的數據模型，不僅是系統正常運行的基礎，也能有效降低編寫代碼和維護的難度，提高系統的實際運行性能。一個優秀的數據庫設計要在充分了解用戶需求的基礎上，嚴格按照軟件工程的規范和流程來進行，要充分保留各種文檔資料，在這個大前提下，還要從以下幾個方面進行優化：

一、數據表設計的優化策略

通常數據庫基本表的設計遵循以下基本原則：1、標準化和規范化。表設計標準有幾種，一般來說3NF標準在實現數據庫性能、系統擴展、消除數據冗余和實現完整性方面最佳平衡。2、應用數據驅動。不要使用硬性編碼，而應采用數據驅動方式，有利于實現策略變更和維護，提高系統的可擴展性。

在基本表設計中，索引設計和選擇十分重要，對于數據庫的整體性能影響很大，這就要求我們對每一種索引要選擇相應的優化策略。

1、簇索引(Clustered Index)。每個表只能有一個簇索引，用于決定表內數據的物理順序，所以應在非簇索引前建立。在創建和選擇簇索引時應遵循以下原則：（1）包含較多完全不同數據的列；（2）返回大量結果的查詢；（3）使用“BETWEEN”及關系運算符返回的查詢；（4）需要對單個的行進行快速掃描的OLTP類型的應用；（5）經常被包含有連接或GROUPBY子句查詢進行訪問的列。而對于經常作更新和較寬的鍵值，則不適合選擇簇索引。

2、非簇索引（Nonclustered Index）。與簇索引不同，首先其數據存儲順序與索引的順序不同，其次，它只存放數據行的引用。因此，它需要存放在一個堆上或簇索引上。如果在管理系統中需要多種途徑來搜索數據，則非簇索引可以有效提高性能。應在以下情況選擇創建非簇索引：（1）不會返回大量結果的查詢；（2）經常在返回精確匹配的條件查詢被引用的列；（3）包含大量完全不同數據的列，并且在某個列上已建立了簇索引；（4）系統應用中經常使用分組和連接；（5）覆蓋整個表的所有列的查詢。

索引的創建一方面可以有效提高系統的性能，但也會帶來時間和空間的負面影響，因此在設計時應從多個角度來進行平衡，因此要杜絕建立無效索引，如果負面影響較大，則應考慮采取臨時表等替代措施來提高系統的性能。

二、數據庫其它對象的存放策略

除了基本表外，數據庫中還包括許多其它對象，這些對象的存儲也是影響系統性能的重要因素。對象的存儲和訪問離不開I/O設備，而I/O設備通常是影響大型數據系統庫性能的瓶頸，所以在進行數據庫設計時也要充分考慮這些對象的存儲，才能提高系統的性能。

（1）大型系統通常使用多個磁盤，要避免系統I/O瓶頸，就要充分利用硬件系統的并行I/O機制，因此數據存放應跨越多個設備，不同性質訪問的數據要分別存放。

（2）大型信息系統的事務日志是影響系統性能的重要環節之一，無論是從減少系統開銷角度，還是從系統障礙恢復的角度出發，都應存放在單獨的磁盤上，即將系統的日志文件與數據文件分開存儲。

（3）將訪問頻度高低不同的表分別存儲，可以充分利用系統的并行機制，提高系統的I/O性能。

三、查詢分析設計的優化策略

由于管理系統對數據庫的操作主要是數據查詢操作，數據庫設計離不開應用系統的設計，二者是相輔相成，密不可分的。因此對應用系統的設計優化主要是對查詢語句的設計優化，要在遵循盡量使用連接替代子查詢和簡化邏輯讀和掃描次數的大原則下，針對所要解決的問題進行具體分析，優化系統性能。

1、由于存儲過程的執行效率要高于SQL語句，因此應盡可能設計和使用存儲過程；

2、盡可能充分利用查詢優化器的自動優化功能，查詢代碼設計要改善可能符合查詢優化器的規則，從而有效避免全表掃描；

3、必要時采用臨時表，避免使用大量排序操作；

4、因為游標的使用對系統性能有較大影響，所以要有限制地加以使用；

5、在使用了Where子句的查詢代碼中盡可能少使用復雜的表達式和“或”邏輯運算進行連接；

6、除非必要，要杜絕向客戶端返回大量數據，減少網絡數據傳輸量；

7、充分使用批處理語句和對重復操作使用參數數組。

四、基本表擴展設計優化

盡管基于3NF設計的數據庫表應用范圍很廣，有著很強的優越性。但是在有些實際應用中存在不利于系統優化的因素，因此，需要根據具體的應用、對于規模非常大的數據庫、請求訪問的頻度等各個因素，對部分表進行必要的行與列的分割、根據實際情況存儲冗余數據和衍生列、進行相關分割表合并處理。這些措施雖然會破壞了3NF、增加部分系統開銷，但能夠充分利用設備的物理特性和Cache技術，可在一定程度上優化整個系統的性能。

五、鎖的優化策略

鎖是多用戶條件下系統實現并行處理的一個重要機制，應用這一機制能夠有效保持數據的一致性和完整性。但是鎖的應用在一定程序上會影響系統的性能，因此如何減少和杜絕死鎖是數據庫系統設計和應用設計必須研究的一個課題。

在應用程序設計時使用鎖應遵循以下幾個原則：

1、根據實際問題對長事務進行分解，從而有效減少排它鎖的占用時間；

2、充分利用批處理語句，減少在事務執行過程中的交互，避免人為控制事務的長短；

對于訪問頻繁、并發度較高的數據庫應用系統，可采用相應的優化措施從而避免死鎖，如：對每個查詢使用超時機制、使用帶約束的連接、適度平衡使用行鎖、頁鎖及表鎖等，從而有效避免死鎖。

總之，數據庫系統的優化是一個復雜的系統工程，涉及的因素非常多，在此不可能全部探討。總體來說，都要從結構設計優化和行為設計優化兩個視角加以探討，結構設計是設計數據庫框架或數據庫結構，行為設計則是設計應用程序、事務處理等。對數據庫的優化應從以上兩個方面入手，分析問題需求，采用多種措施相結合的策略，這樣才能有效實現SQLServer數據庫的優化，保證系統高效、可靠的運行，從而提高整個信息系統的性能。

[1]徐海蔚.MicrosoftSQLServer企業級平臺管理實踐[J].電子工業出版社,2010,(2).

[2]（美）RobertVieira.SQLServer2008編程入門經典（第三版）[M].清華大學出版社,2010,1.