覆盖索引如何满足多个查询？

Question

我继承了 Azure 中托管的 MS Sql 数据库。为了提高性能，我已经阅读了很多有关索引和覆盖索引的内容。（也许这是我找到的最完整的阅读材料：https://www.red-gate.com/simple-talk/sql/learn-sql-server/using-covering-indexes-to-improve-query-performance/）

但还有一个疑问...

因此，例如，对于下面的帐单 table（大约有 800 万行），我发现查询的 where 子句中使用最多的字段是（是否在连接内） ): PAYMENT_DATE, DUE_DATE, CUSTOMER_ID, DELAY_DAYS, AMOUNT .

CREATE TABLE [dbo].[BILLING](
    [ID] [int] IDENTITY(1,1) NOT NULL,
    [CHANGED_DATE] [datetime] NULL,
    [INCLUDED_DATE] [datetime] NULL,
    [CHANGED_USER_ID] [int] NULL,
    [INCLUDED_USER_ID] [int] NULL,
    [BILL_CODE] [varchar](255) NOT NULL,
    [PAYMENT_DATE] [datetime] NULL,
    [DUE_DATE] [datetime] NOT NULL,
    [AMOUNT] [float] NOT NULL,
    [AMOUNT_PAYED] [float] NULL,
    [CUSTOMER_ID] [int] NOT NULL,
    [OUR_NUMBER] [varchar](200) NULL,
    [TYPE] [varchar](250) NULL,
    [BANK_ID] [int] NULL,
    [ISSUE_DATE] [datetime] NULL,
    [STATE] [varchar](20) NULL,
    [DUNNING_STATE_ID] [int] NULL,
    [OPEN_VALUE] [float] NULL,
    [ACCREDIT_VALUE] [float] NULL,
    [LOWER_VALUE] [float] NULL,
    [DISCCOUNT_VALUE] [float] NULL,
    [INTEREST_VALUE] [float] NULL,
    [FINE_VALUE] [float] NULL,
    [RECEIVED_AMOUNT] [float] NULL,
    [DELAY_DAYS] [int] NULL,
    [BRANCH_ID] [int] NULL,
    [FIELD1] [varchar](250) NULL,
    [FIELD2] [varchar](250) NULL,
    [FIELD3] [varchar](250) NULL,
    [FIELD4] [varchar](250) NULL,
    [FIELD5] [varchar](250) NULL,
    [OBS1] [varchar](250) NULL,
    [OBS2] [varchar](250) NULL,
    [OBS3] [varchar](250) NULL,
    [INTEREST_RATE] [float] NULL,
    [INTEREST_CALC] [float] NULL,
    [AGREEMENT_STATE] [varchar](20) NULL,
    [AGREEMENT_ID] [int] NULL,
PRIMARY KEY CLUSTERED 
(
    [ID] ASC
)

此外，用于优化的目标查询对 select 子句进行计算： AMOUNT, DELAY_DAYS, COUNT(ID)。例如：

SELECT
        T.CUSTOMER_ID AS CUSTOMER_ID
        , COUNT(T.ID) AS NUM_BILLS
        , COUNT(
            CASE
                WHEN T.DELAY_DAYS <= 0 THEN 1
                ELSE NULL
            END
        ) AS DEPOSITS
        , COUNT(
            CASE
                WHEN T.DELAY_DAYS > 0 THEN 1
                ELSE NULL
            END
        ) AS DEFAULTED
        , COUNT(
            CASE
                WHEN T.DELAY_DAYS BETWEEN 30 AND 60 THEN 1
                ELSE NULL
            END
        ) AS DEFAULTED_30
        , COUNT(
            CASE
                WHEN T.DELAY_DAYS BETWEEN 60 AND 90 THEN 1
                ELSE NULL
            END
        ) AS DEFAULTED_60
        , COUNT(
            CASE
                WHEN T.DELAY_DAYS > 90 THEN 1
                ELSE NULL
            END
        ) AS DEFAULTED_90
        , MAX(T.DELAY_DAYS) AS MAX_DEFAULTED_TIME
        , SUM(
            CASE
                WHEN T.DELAY_DAYS > 0 THEN T.DELAY_DAYS
                ELSE 0
            END
        ) AS SUM_DEFAULTED_TIME
        , SUM(T.AMOUNT) AS AMOUNT
        , SUM(
            CASE
                WHEN T.DELAY_DAYS > 0 THEN T.AMOUNT
                ELSE 0
            END
        ) AS DEFAULTED_AMOUNT
    FROM BILLING T
    WHERE
        T.DUE_DATE < GETDATE()
        AND T.AMOUNT > 0
    GROUP BY
        T.CUSTOMER_ID

因此，在我看来，以下索引显然可以解决我的所有问题：

CREATE NONCLUSTERED INDEX [ix_Titulo_main_fields] ON [dbo].[BILLING]
(
    [PAYMENT_DATE] ASC,
    [DUE_DATE] DESC,
    [AMOUNT] ASC,
    [CUSTOMER_ID] ASC,
    [STATE] ASC,
    [DELAY_DAYS] ASC,
    [BRANCH_ID] ASC,
    [AGREEMENT_ID] ASC
)
INCLUDE (   [BILLING_CODE],
    [AGREEMENT_STATE],
)
GO;

相比之下，当我在 Management Studio 上请求查询计划时，SQL 服务器不使用此索引并建议我创建一个新索引：

CREATE NONCLUSTERED INDEX [ix_billing_due_date_amount] ON [dbo].[billing]
(
    [due_date] ASC,
    [amount] ASC
)
INCLUDE (   [customer_id],
    [delay_days])
GO

所以，疑惑是：
覆盖索引是否需要正是 WHERE 子句搜索的内容？
如果是真的，一个覆盖索引如何满足多个查询？
不然为什么之前的索引不满足查询？

真不知道哪里漏了...

提前致谢！

Answer 1

订单很重要。由于您建议的索引以 [payment_date] 开头，但查询谓词不包含 [payment_date]，因此索引不太可能比 table 扫描更有利。

可以让一个索引覆盖多个查询。索引的第一个列出的字段几乎总是需要在所有查询的谓词中。为了改善结果，也将此逻辑应用于第 2 个字段、第 3 个字段等。

当一个职位有多个选择时，一个选择可能比另一个表现更好。

旁注：Oracle 有一个名为 "index skip scan" 的特性，即使前导列不在谓词中也允许使用索引。当前导列几乎没有不同的值时有效（来自 learningintheopen.org）。

Answer 2

对于任何特定的查询，您当然可以创建专门的索引 - 优化器可以告诉您这一点。并且特定的查询将得到超级提升，其他类似的查询将或多或少地变得更快。然而，根据经验，我不专门为查询使用索引，也不喜欢多列索引，也不使用 include。可能会有罕见的例外，但通常我不会。为什么？优化器会提示您在查询范围内需要什么索引 - 在将 8-10 个左右的索引添加到相同的 table 之后，优化器将不再识别要使用的索引，更不用说 insert/update 延迟（尽管正确的索引甚至可以节省锁定时间 insert/update 的时间）。

对于您的情况，我应该使用 8 个单一索引，每个列一个，除非列已经是主键或 PK 的一部分。如果列是唯一的，请检查是否可以创建唯一索引而不是简单索引。这有很大帮助。

总的来说，在 table 上有 4-8 个单列索引是所有 sql 的最佳解决方法，最终将针对 table 执行。只要按照您的描述通过使用情况调查选择了这些列，这就是有效的。

这是因为最重要的是第一次过滤。在 3 秒内从 800 万行中过滤掉 10000 行是成功的——现在如何将 10000 行过滤到最后 10 行并不重要。也许那里也有一个索引，也许没有，但是您希望 table 扫描在哪里，以 800 万或 10000 过滤？

根据我的经验，一组不错的单列索引可以帮助 99% 的查询快速响应，因为它们会得到一个索引列来搜索开始。

有时查询会选择错误的索引 - 某些通用过滤器仅过滤掉 5%，而忽略过滤掉 95% 的过滤器。这可能是导致执行计划不佳的统计数据或基数估计器。您可以通过索引的查询提示来解决这个问题，您一定要始终使用它或强制执行 2012 基数估计器。

覆盖索引如何满足多个查询？

How can a covering index satisfy more than one query?

sql-server

indexing

covering-index