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[数据库]索引碎片检测


在索引碎片里我们解释了不同类型的碎片,还有它们如何影响查询性能。在这个文章里,我们会讨论下如何检测索引碎片。

内部碎片检测

内部碎片是关于页面饱和度的一切,可以用DETAILED模式的 sys.dm_db_index_physical_stats,avg_page_space_used_in_percent 列会给出索引的内部碎片,下面的查询会列出超过10个页面,且页面饱和度低于85%的索引。

 1 EXEC sp_configure 'show advanced options', 1 2 GO 3 RECONFIGURE WITH OVERRIDE 4 GO 5 DECLARE @DefaultFillFactor INT  6 DECLARE @Fillfactor TABLE 7   ( 8    Name VARCHAR(100) , 9    Minimum INT ,10    Maximum INT ,11    config_value INT ,12    run_value INT13   )14 INSERT INTO @Fillfactor15     EXEC sp_configure 'fill factor (%)'   16 SELECT @DefaultFillFactor = CASE WHEN run_value = 0 THEN 10017                  ELSE run_value18               END19 FROM  @Fillfactor 20 21 SELECT DB_NAME() AS DBname ,22     QUOTENAME(s.name) AS CchemaName ,23     QUOTENAME(o.name) AS TableName ,24     i.name AS IndexName ,25     stats.Index_type_desc AS IndexType ,26     stats.page_count AS [PageCount] ,27     stats.partition_number AS PartitionNumber ,28     CASE WHEN i.fill_factor > 0 THEN i.fill_factor29       ELSE @DefaultFillFactor30     END AS [Fill Factor] ,31     stats.avg_page_space_used_in_percent ,32     CASE WHEN stats.index_level = 0 THEN 'Leaf Level'33       ELSE 'Nonleaf Level'34     END AS IndexLevel35 FROM  sys.dm_db_index_physical_stats(DB_ID(), NULL, NULL, NULL, 'DETAILED')36     AS stats ,37     sys.objects AS o ,38     sys.schemas AS s ,39     sys.indexes AS i40 WHERE  o.OBJECT_ID = stats.OBJECT_ID41     AND s.schema_id = o.schema_id42     AND i.OBJECT_ID = stats.OBJECT_ID43     AND i.index_id = stats.index_id44     AND stats.avg_page_space_used_in_percent <= 8545     AND stats.page_count >= 1046     AND stats.index_id > 047 ORDER BY stats.avg_page_space_used_in_percent ASC ,48     stats.page_count DESC

这里我在WHERE条件里指定了只列出超过10页,且页面饱和度低于85%的结果。这是基于我当前系统环境和一些文档的最佳实践。avg_page_space_used_in_percent 的低值,加上PageCount 的高值,会影响到系统性能。avg_page_space_used_in_percent 的低值会下列不同的原因:

  • 分页和记录删除:在这个情况下,我们需要对索引进行REBUILD和REORGANIZE操作。如果碎片报告在非页层,需要REBUILD来减少碎片。
  • 填充因子设置:索引填充因子值的错误设置可能造成内部碎片。如果内部碎片是因为填充因子设置造成的,我们需要使用填充因子的新值对索引进行REBUILD。
  • 记录大小:有些时候,记录大小也会称为内部碎片的原因。例如我们假设一条记录大小是3000 bytes,一页只能保存2条记录。第3条记录不能插入页,因为页里剩下的空间小于3000 bytes。在这种情况下,每一页都会有2060 bytes的空余。为了解决因这个原因造成的碎片,我们需要重新设计表或者对表进行垂直分区。

外部碎片检测

外部检测也是用LIMITED模式的sys.dm_db_index_physical_stats,但我们使用avg_fragmentation_in_percent 的结果来检测外部碎片。使用LIMITED模式会给我们叶子层的碎片。如果要获得非页层的碎片,可以使用DETAILED或SAMPLE模式。碎片是页的连续分配。例如如果一个索引有150页,页分配从1到50,55到60,65到120,还有140到180。每个这样序列被称为碎片,这里就是有4个碎片。

 1 EXEC sp_configure 'show advanced options', 1 2 GO 3 RECONFIGURE WITH OVERRIDE 4 GO 5 DECLARE @DefaultFillFactor INT  6 DECLARE @Fillfactor TABLE 7   ( 8    Name VARCHAR(100) , 9    Minimum INT ,10    Maximum INT ,11    config_value INT ,12    run_value INT13   )14 INSERT INTO @Fillfactor15     EXEC sp_configure 'fill factor (%)'   16 SELECT @DefaultFillFactor = CASE WHEN run_value = 0 THEN 10017                  ELSE run_value18               END19 FROM  @Fillfactor 20 21 SELECT DB_NAME() AS DBname ,22     QUOTENAME(s.name) AS CchemaName ,23     QUOTENAME(o.name) AS TableName ,24     i.name AS IndexName ,25     stats.Index_type_desc AS IndexType ,26     stats.page_count AS [PageCount] ,27     stats.partition_number AS PartitionNumber ,28     CASE WHEN i.fill_factor > 0 THEN i.fill_factor29       ELSE @DefaultFillFactor30     END AS [Fill Factor] ,31     stats.avg_fragmentation_in_percent ,32     stats.fragment_count ,33     CASE WHEN stats.index_level = 0 THEN 'Leaf Level'34       ELSE 'Nonleaf Level'35     END AS IndexLevel36 FROM  sys.dm_db_index_physical_stats(DB_ID(), NULL, NULL, NULL, 'LIMITED')37     AS stats ,38     sys.objects AS o ,39     sys.schemas AS s ,40     sys.indexes AS i41 WHERE  o.OBJECT_ID = stats.OBJECT_ID42     AND s.schema_id = o.schema_id43     AND i.OBJECT_ID = stats.OBJECT_ID44     AND i.index_id = stats.index_id45     AND stats.avg_fragmentation_in_percent >= 2046     AND stats.page_count >= 100047 ORDER BY stats.avg_fragmentation_in_percent DESC ,48     stats.page_count DESC

在这个查询里,我使用的WHERE条件只列出碎片大于20%且最少1000页的索引。avg_fragmentation_in_percent 值高的话,可能有下列原因:

  • SQL Server存储引擎对表或索引从混合区开始分配页,直到页数达到8页。一旦页数达到8页,SQL Server引擎开始把整个统一区分配给索引。因此这里对于小表会有很高的碎片,重建索引会增加碎片。例如,我们假设一个索引有7页,这些页是从2个混合区分配的,当我们重建索引的时候,很可能把页分配从2个混合区变成最大7个混合区,这就导致了碎片增加。
  • 即使也从混合区分配,还是有碎片产生的可能。当索引大小增长时,在非页层也需要更多的页。如果分配给叶子层的最后页是250,在叶子层索引结构里增加更多的记录,可能会在第1层索引需要更多的页,然后SQL Server存储引擎分配251页在第1层索引,这就在叶子层产生了碎片。
  • 造成分页的其他常见原因就是DML操作。Rebuild/Reorganize 索引对于上述不能很好的减少碎片,但可以减少由分页或删除操作造成的碎片。
  • 我们按下列要求进行索引的维护:
    • 20-40%的碎片,用Reorganize来重新组织索引。
    • 大于40%的碎片,需要用Rebuild来重建索引。
    • 低于1000页的索引,在索引维护逻辑上是被忽略的(不处理)
    • 大于50k的页,碎片在10-20%之间,也要用Reorganize来重新组织索引。