使用SQLServer分区表功能提高数据库的读写性能

2023-05-18 14:05:32 分区表读写性能

一般来说一个系统最先出现瓶颈的点很可能是数据库。比如我们的生产系统并发量很高在跑一段时间后，数据库中某些表的数据量会越来越大。海量的数据会严重影响数据库的读写性能。

这个时候我们会开始优化系统，一般会经过这么几个过程：

找出sql慢查询，针对该SQL进行优化，比如改进SQL的写法，查看执行计划对全表扫描的字段建立索引

引入缓存，把一部分读压力加载到内存中

读写分离

引入队列，把并发的请求使其串行化，来减轻系统瞬时压力

分表/分库

对于第五点优化方案我们来细说一下。分表分库通常有两种拆分维度：1.垂直切分，垂直切分往往跟业务有强相关关系，比如把某个表的某些不常用的字段迁移出去，比如订单的明细数据可以独立成一张表，需要使用的时候才读取 2.水平切分，比如按年份来拆分，把数据库按年或者按某些规则按时间段分成多个表。

拆分表之后每个表的数据量将会变小，带来的好处是不言而喻的。不管是全表扫描，还是索引查询都会有比较高的提升。如果把不同的表文件落在多个磁盘上那数据库的io性能还能进一步提高。

如果纯手工拆分，比如按年份拆分成多个表，那么上层业务代码也得进行调整。每次读写都得判断该使用哪张表。如果是跨多个年份的分页查询更加难搞。人肉分表基本上不可能实现的，对于上层编码简直是个噩梦。所以针对分表分库我们通常会使用某些中间件，比如Mycat，Sharding-JDBC等中间件。使用这些组件确实能实现分表分库，并且对业务层代码屏蔽了数据库架构的改动，但是配置略显麻烦。如果你使用的是SQL Server数据库，并且目前还不需要分库，只需要分表，那么其实使用内置的分区表功能是最简单的方案。只需要打开SQL Server Management Studio简单设置几下就可以了，对于你上层应用完全是无感的，你的代码、数据库连接串都不需要改动。

以下我们通过2个简单的测试，来简单的演示下如何进行表分区操作，以及测试下分区前后性能变化。

测试写性能

我们的测试方案：新建一张logs表，按年份写入数据。2019年写入1000000数据，2020年也写入100000数据。为了加快写入的速度，每个年份并行10个线程同时写，每个线程写100000数据，一共1000000数据。然后把logs表改成分区表再用同样的方式写入2000000数据。记录耗时比较两次的耗时。
硬件为一台14年产的笔记本，OS为win10。挂载2块硬盘，1块为5400转的机械硬盘，1块为15年加的SSD。磁盘性能可以说极为垃圾。未分区时表文件会落在机械硬盘上。

未分区情况下测试

使用脚本建表：

CREATE TABLE [dbo].[logs](
    [id] [uniqueidentifier] NOT NULL,
    [log_txt] [varchar](200) NULL,
    [log_time] [datetime] NULL,
 CONSTRaiNT [PK_logs] PRIMARY KEY CLUSTERED
(
    [id] ASC
)WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON [PRIMARY]
)

新建一个控制台程序编写代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");
            Task.Run(() =>
            {
                InsertData(2019);
            });
            Task.Run(() =>
            {
                InsertData(2020);
            });
            Console.ReadLine();
        }
        static void InsertData(int year)
        {
            var tasks = new List<Task>();
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                tasks.Add(Task.Run(()=> {
                    using (var conn = new SqlConnection())
                    {
                        conn.ConnectionString = "Persist Security Info = False; User ID =sa; PassWord =dev@123; Initial Catalog =fq_test; Server =.\\mssql2016";
                        conn.Open();
                        int index = 0;
                        for (int j = 0; j < 100000; j++)
                        {
                            var logtime = new DateTime(year, new Random().Next(1, 12), new Random().Next(1, 28));
                            conn.Execute("insert into logs2 values (newid(),'下订单',@logtime)", new
                            {
                                logtime
                            });
                            Console.WriteLine("logtime:{0} index {1}", logtime, index++);
                        }
                    }
                }));
            }
            Task.WaitAll(tasks.ToArray());
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("Year {0} complete , total time: {1}.", year, sw.ElapsedMilliseconds);
        }
    }

写完2000000数据耗时1369454毫秒。

分区情况下进行测试开始分区

把一个表设置为分区表大概有5个步骤：

添加文件组

在文件组添加文件

新建分区函数

新建分区方案

开始分区

以下演示下如何使用SQL SERVER Management Studio管理器进行表分区：

选中数据库=>属性=>文件组，添加group1，group2两个文件组。

选中数据库=>属性=>文件。添加file1，文件组选group1，路径选择一个文件目录。这里选择E盘data目录。添加file2，文件组选择group2，路径选择一个文件目录。这里选择X盘的data目录。这样当分区的时候数据就会落在这2个目录下。这里的路径可以选择在同一个硬盘，但是为了更高的读写性能，如果有条件建议直接指定在不同的硬盘下。