第9/24周 理解执行计划

欢迎回到性能调优培训。今天标志着第3个月的培训开始了，这个月我们全部学习SQL Server里的执行计划。执行计划在SQL Server里是你需要理解的，最重要的概念，对它做出有效的调整，就可以提高查询性能。因此今天我会大致介绍下SQL Server里的执行计划，还有你如何读懂它们。

为什么会有执行计划

很多人经常问我在SQL Server里为什么需要执行计划。我们已经有了SQL Server的查询，但为什么SQL Server还需要执行计划呢？为什么SQL Server不自己执行查询呢？为了回答那个问题，我们需要进一步讨论下SQL语言。SQL语言（在SQL Server也叫做T-SQL)是一个解释性的语言（declarative language） 。你用一种逻辑的方式介绍从你数据库想要的数据（SELECT查询），或者在你数据里你想要修改的数据（INSERT, UPDATE, DELETE查询）。就看下下面的查询。

SELECT A.*, B.* FROM A
INNER JOIN B ON A.ID = B.ID
WHERE A.X = 'SomeValue'

在那个查询里，你告诉数据库：

1. 你想要从表A和表B获取数据
2. 2个表需要通过ID列进行连接
3. 表A里的行需要在X列上进行过滤

你通过SQL语句来描述数据库的查询结果是什么样的。用SQL语句你只指出结果，没其他任何信息。你没有告诉SQL Server如何执行这个查询，即获取数据的流程。

你总是和SQL Server以逻辑的方式打交道，描述下你想要获取的数据，或者你想要修改的数据。但是SQL Server本身是需要一个实际执行计划来描述如何获取或修改数据的步骤。这个执行计划就是被称为查询优化器（Query Optimizer）拿来处理你SQL查询的策略。

这是我们现实生活的华丽重现：想下你要从一个城市到另一个城市旅游。例如你想从伦敦到巴黎旅游，你就定义了一个逻辑描述。当然，那个逻辑描述可以有多个实现方式：

• 你可以从伦敦走到巴黎
• 你可以骑车过去
• 你可以坐汽车/火车/飞机

选择哪个并不重要，其实这里有很多不同的组合方式。你的旅行方式就会非常多。你肯定会选择成本关联最低的方式：坐飞机直达。在SQL Server里的查询优化器也做着同样的工作：查询优化器会选择满足你查询最省力的执行计划。对于查询优化器的挑战就是：从查找空间（Search Space）里，找到足够好（good enough）的执行计划！查找空间就是在你查询里涉及到的大量表和索引。

如何阅读执行计划

第一次接触到执行计划时，你会碰到很多困难：你不能正确理解和读懂它们。来看下下面的执行计划：

从上图可以看到，每个执行计划包含很多步，在SQL Server里被称为运算符（Operator） 。这些运算符被SQL Server逐个调用。这就是说在执行计划里，运算符的执行流是从右到左的（从上到下）。

这里的SQL Server执行的第一步是：在Address表上的索引查找（非聚集索引）（Index Seek（Non Clustered））运算符。从扫描回来的每条记录进入嵌套循环（Nested Loop）运算符。对于获取的每条记录，SQL Server在Address表进行了键查找（聚集索引）（Key Lookup (Clustered) ）运算符（一种书签查找）。如果有匹配的行，这行就会传给SELECT运算符，即把最终结果返回给程序。

从上面的描述，我们可以看到，刚开始阅读执行计划时，从右往左更容易，因为在执行计划里，数据也是这样流的。执行计划实际上也是从右往左执行的。当我们从右到左跟着数据时，我们是在一种逻辑的方式阅读执行计划。

希望这种方式可以更好的帮你理解如何读懂执行计划。如果你想看看在SQL Server里，执行计划支持哪些运算符，我推荐Fabiano Amorim的免费电子书《Complete Showplan Operators (PDF)》。

小结

这期的性能调优培训，我们弄清楚了SQL Server为什么需要执行计划，还有如何读懂执行计划。如你所看到的，我们和SQL Server是以逻辑的方式打交道：我们通过SQL查询描述数据库里我们想要的数据，或者我们想要修改的数据。

查询优化器的工作就是对这些查询生成足够好的执行计划。执行计划最终描述SQL Server实际执行步骤，来满足并执行我们的查询。下周我们会聚焦SQL Server里执行计划缓存的更多细节，还有执行计划缓存为什么是重要又危险的概念。请继续关注！

围观PPT： 

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