SQL Server 索引的底層實(shí)現(xiàn)概述
文章主要描述的是SQL Server 索引的底層實(shí)現(xiàn)，本文的關(guān)鍵字為聚集索引 非聚集索引 clustered index，你的表（Tables）中數(shù)據(jù)實(shí)際上都存儲(chǔ)在頁(yè)（pages）之中的除了BLOB類(lèi)型的數(shù)據(jù)。如果某列的字段的類(lèi)型為BLOB那么將有一個(gè)16字節(jié)的指針指向BLOB page。
頁(yè)是MS SQL Server中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的最小單位。每頁(yè)包含以行（row）為單位保存數(shù)據(jù)。一行只能存儲(chǔ)在一個(gè)頁(yè)中。每頁(yè)可以容納8KB的信息。因?yàn)檫@個(gè)原因，每行的最大值為8KB。一組相鄰的8個(gè)頁(yè)被稱(chēng)為一個(gè)盤(pán)區(qū)（Extent）
堆文件和分配映射SQL Server 索引（Heap and the Index Allocation Map(IAM)）
堆文件在sysindexs表中只有一行記錄，并且其indid = 0. sysindexs.FIRSTIAM字段指向了IAM頁(yè)鏈表中一個(gè)IAM頁(yè)，IAM頁(yè)是用來(lái)管理SQL Server已經(jīng)給堆文件分配的空間。MS SQL Server2000用IAM（Index Allocation Map）頁(yè)來(lái)在堆文件中導(dǎo)航（navigate）。
在堆文件中，數(shù)據(jù)頁(yè)（data page）和數(shù)據(jù)頁(yè)中數(shù)據(jù)沒(méi)有按照特定的順序存儲(chǔ)，也沒(méi)有鏈接在一起。數(shù)據(jù)頁(yè)之間唯一的邏輯鏈接是通過(guò)IAM頁(yè)中記錄來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
SQL Server 索引索引結(jié)構(gòu)（Index Structure）
所有的SQL Server 索引都是 B-Trees。在這種樹(shù)的頂端有一個(gè)根頁(yè)（root page），通過(guò)root page來(lái)訪問(wèn)N個(gè)中級(jí)（intermediate level）頁(yè)，直到樹(shù)的底部、或葉級(jí)（leaf level）。可以通過(guò)樹(shù)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針從上向下掃描整個(gè)索引樹(shù)。
另外，每個(gè)索引級(jí)（index leves）（可能是intermediate leve or leaf level）都有一個(gè)頁(yè)鏈（page chain）。在一個(gè)索引中有許多intermediate level。索引樹(shù)的級(jí)數(shù)（樹(shù)的高度）與索引碼的寬度、索引類(lèi)型、記錄行數(shù)和表中的頁(yè)數(shù)有關(guān)，并且索引樹(shù)的級(jí)數(shù)是影響索引性能的一個(gè)重要參數(shù)。
非聚集索引（Nonclustered Indexs）
一個(gè)非聚集索引與一本書(shū)的索引相似。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)地方，SQL Server 索引索引存儲(chǔ)在另外一個(gè)地方，可以通過(guò)索引中的指針來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。索引中的條目是按照索引碼的值按序存儲(chǔ)，但是表中的信息可以按照不同的順序存儲(chǔ)（如可以按照聚集索引存儲(chǔ)）。如果表中沒(méi)有創(chuàng)建聚集索引，那么表中的記錄就不能保證按照某種特定的順序。
與你用一本書(shū)的索引方式一樣，SQL Server2000也是先通過(guò)非聚集索引檢索到查找數(shù)據(jù)在表的位置，然后通過(guò)該位置來(lái)檢索數(shù)據(jù)。這使得非聚集索引非常適合精確匹配查詢(xún)（This makes nonclustered indexes the optimal choice for exact match queries）,因?yàn)樗饕龡l目中包含了你需要查找數(shù)據(jù)的位置信息。
如果當(dāng)前的表是以聚集索引方式存儲(chǔ)，那么非聚集SQL Server 索引的位置信息就是聚集索引的索引碼（index key）；否則，位置信息就是row ID（RID)，每個(gè)RID由file number、page number和 slot number of row（每行記錄的槽號(hào)）。
比如，要在一個(gè)表中檢索某個(gè)employee ID（emp_id），該表已經(jīng)有在emp_id列上創(chuàng)建了非聚集索引，SQL Server查找索引樹(shù)，找到一個(gè)索引條目包含你需要查找的emp_id,然后利用其中RID來(lái)訪問(wèn)到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)頁(yè)中的值。
【編輯推薦】
