SQL Server 调优系列玩转篇一（如何利用查询提示（Hint）引导语句运行）

前言

前面几篇我们分析了关于SQL Server关于性能调优的一系列内容，我把它分为两个模块。

第一个模块注重基础内容的掌握，共分7篇文章完成，内容涵盖一系列基础运算算法，详细分析了如何查看执行计划、掌握执行计划优化点，并一一列举了日常我们平常所写的T-SQL语句所会应用的运算符。我相信你平常所写的T-SQL语句在这几篇文章中都能找到相应的分解运算符。

第二个模块注重SQL Server执行T-SQL语句的时候一些内幕解析，共分为5篇文章完成，其中包括：查询优化器的运行方式、运行时几个优化指标值检测，统计信息、利用索引等一系列内容。通过这块内容让我们了解SQL Server为我们所写的T-SQL语句如何进行优化及运行的。

从本篇进入第三个模块的内容，该篇为第一篇，该模块主要让我们来指导SQL Server进行定向调整，达到优化的目的。本模块的内容是以前面一系列内容为前提的，希望充分掌握了前面基础内容，方能进入本模块内容。

技术准备

数据库版本为SQL Server2012，利用微软的以前的案例库（Northwind）进行分析，部分内容也会应用微软的另一个案例库AdventureWorks。

相信了解SQL Server的朋友，对这两个库都不会太陌生。

概念理解

谈到hint，其实概念很简单，正如词义理解：提示，也就是说让我们通过给予SQL Server提示（hint）让数据库运行时按照我们的思路进行，我估计很多不怎么了解SQL Server的童鞋都不怎么知道，因为一般应用的不多。

其实，SQL Server本身的查询优化器已经做到很好了，所以大部分情况下不需要我们人工干预，自己就能运行的很好，并且最大限度的优化运行项。但是，俗话说：老虎也有打盹的时候，所以，在有些场景下，就需要我们来给数据库指导一个方向，让其运行的更流畅。

但是，记住了：你所应用的hint是在现在的场景中基于现有的环境下，相对是一个好的方式，不能确保你所给予的提示（Hint）永久有效，并且随着时间推移，数据量的变更，你所发出的提示（Hint）有可能会成为数据库优化的绊脚石。所以没有充分的把握不要轻易使用Hint，并且最好采用目标导向Hint。

Hint主要分为三类应用：查询Hint、表Hint、连接Hint。查询Hint影响整个查询，主要应用于查询语句优化，本篇主要分析查询Hint。

表Hint影响查询引用的单个表，而连接Hint影响一个单独的连接。

Hint应用方式分为两类：目标导向Hint和物理运算符Hint。

目标导向Hint传递逻辑的目标给优化器，而不会具体指定优化器应该如何达到这个目标，应该使用什么物理运算符，或者如何排列这些运算符。所以这种运算符使我们所推荐的，原因很简单：我告诉丫按照这个思路执行就可以，至于怎么达到，自己想办法！这种方式从长期看对于数据库的影响会小很多。

另外一个就是物理运算符，此方式就更直接了：直接告诉丫的步骤，你按照这个去做就行。这种方式不推荐，原因很简单：你的思路暂时会是好的，但是过段时间就不好了。

一、查询提示（Hint）

首先，查询提示（Hint）是我们在调优中应用最广泛的，因为大部分时间我们是在调整查询的性能。

关于查询中的优化选项就是在指导SQL Server的连接类型、聚合类型、联合类型等物理连接运算符。关于此块的详细解析，可以参照我调优系列中前几篇文章，分析的相当的详细。

a、FAST N Hint提示

关于此方式的提示，我在前面的文章中已经有使用到，在介绍索引那篇文章中，可以点击这里查看。

首先，这个Hint是一个目标导向hint。提示目标很简单：告诉数据库给我速度出前N行数据就可以，而其它的数据你爱咋地咋地。

这个提示最优的应用环境就是：应用系统中的分页查询，当然其它环境可以用。有点类似于SELECT  TOP  N....

其次，在我们的应用环境中，尤其数据量多的情况下，如果这时候我们的场景是：我想速度的看到前面的部分数据，其它的数据你可以稍后再显示，但是在执行T-SQL的时候，SQL Server会多方面的考虑耗费（cost），然后再平衡各种利弊选择出它认为相对好的执行计划去执行，显然这种方式获取数据的方式是很浪费的，并且速度就会相对慢很多。

所以，我们利用FAST N Hint提示，这样，SQL Server会阻止优化器使用哈希连接、哈希聚合、排序、甚至是并行这些大消耗的动作，而转变成为这N条数据做快速的优化并输出。这在大数据量的情况下，是一种非常高明的方式。

来个例子：

SELECT OrderID,CustomerID,OrderDate
FROM Orders
ORDER BY OrderDate

简单的查询，并且按照OrderDate排序，不看执行计划，我们就已经推测出这个执行计划中最耗损的就是这个OrderDate了，排序永远是高耗损，这也是为什么各种类型的索引都要提前排序的原因。

然后，我们再来看一下加上这个FAST N Hint提示的执行

SELECT OrderID,CustomerID,OrderDate
FROM Orders
ORDER BY OrderDate
OPTION(FAST 1)

为了快速获取这一行数据，利用HINT后，改为了索引扫描+书签查找，因为这是获取一条数据的最优的一种方式。

因为数据量的关系，所以我上述演示没能很好的表现出FAST 提示的优越性来，其实在实际生产中，在面临庞大的数据量的时候，一般利用FAST N提示获取出部分数据之后，就不再继续运行了，因为我们关注的就是这一部分数据。

当然，此HINT也有弊端：在快速获取前N行结果之后，可能会延迟整个查询的总体相应时间。也就是说，尽管FAST N HINT可能会使优化器快速产生前N个输出计划。但是它会使优化器产生一个在结束最后一行前花费更多时间，消耗更多CPU，甚至于更多IO。

b、OPTIMIZE FOR Hint提示

此HINT是一种非常有用的提示，也是我们在日常中经常使用的。

这个HINT目标很简单：告诉优化器目标以Hint值进行分配或者执行。此Hint提示是从SQL Server2005版本以上开始支持，能够根据指定的参数值产生一个计划，尤其适用于非对称数据集中，因为这种数据集中数据分布不均匀，不同的参数值可能导致不同的基数评估和不同的查询计划，我们可以从不同的参数中选择一个最优的执行计划，作为后续不同参数的执行计划，避免了SQL  Server的重新评估和重编译的耗费的动作。

来个例子：

SELECT OrderID,OrderDate
FROM Orders
WHERE ShipPostalCode=N'51100'

此语句很简单，就是通过查询邮政编码（ShipPostalCode），获取出订单ID和订单日期。

来看这个查询语句，最理想的情况就是直接通过索引查找（index seek）动作获取出数据。其实最好的方式也是通过INCLUDE将两列值包含进去。

我们来看一下实际的执行计划：

SQL Server通过了索引查找+书签查找方式获取，这种方式也凑合吧，其实我们还可以继续优化。

但是，这不是问题重点，问题重点是该段T-SQL一般我们会利用参数进行查询或者包装成存储过程通过传参调用。是吧？？不会你永远只查询一个固定值吧....来看语句

DECLARE  @ShipPostalCode NVARCHAR(50)
SET @ShipPostalCode=N'51100'

SELECT OrderID,OrderDate
FROM Orders
WHERE ShipPostalCode=@ShipPostalCode

是吧，这种方式才能做到重用嘛，不过包装成一个存储过程或者一个函数等，估计核心代码肯定就这样子了。

来看看生成的执行计划：

本来很爽的非聚集索引查找（Seek)，通过我加了一个参数之后变成了聚集索引扫描（Scan）了，聚集索引扫描的性能跟表扫描基本一样，没有啥质的提高！

如果该表数据量特别大的话，我们为该语句设计的非聚集索引就失效了。只能通过依次扫描获取数据了。有意思吗？？？没意思！！！

怎么解决呢？这就是我们此处提到Hint出场的时候了，告诉数据库：丫就按照执行 “51100” 的查询一样去执行我传过来的参数。

DECLARE  @ShipPostalCode NVARCHAR(50)
SET @ShipPostalCode=N'51100'

SELECT OrderID,OrderDate
FROM Orders
WHERE ShipPostalCode=@ShipPostalCode
OPTION(OPTIMIZE FOR( @ShipPostalCode=N'51100'))

看到了，这里又回归了快速的非聚集索引查找（Seek）状态，并且不受限制于传过来的参数是啥。

这个提示只是告诉SQL Server查询按照这个目标值进行操作，并不会实际影响结果值。

当然上面的问题，如果封装成存储过程的时候，可以采用重编译的方式解决，但是相比利用Hint的方式，重编译带来的消耗远大的多。尤其高并发的环境下重编译所带来CPU消耗是非常高的。

c、物理连接提示（Hint)

关于物理连接我们在前面的文章中已经详细的分析了，在SQL Server中共分为三种物理连接方式：嵌套循环、合并、哈希连接。

详细的内容可以参照我的基础篇中的链接：SQL Server调优系列基础篇（常用运算符总结——三种物理连接方式剖析）

文章中对三种连接的利弊进行了详细的对比，并且对三种连接的使用环境进行了详细的介绍。但是，有时候SQL Server为我们评估的连接并不是最优的，或者说并不是符合我们的要求，这时候，就要利用我们的物理连接提示进行指导。

总共分为三种查询级别的连接Hint，正好对应三种物理连接运算符，依次是:LOOP JOIN、MERGE JOIN 和 HASH JOIN

在应用时候，可以指定一个或者多个，如果指定一个，那么查询计划中的全部连接使用指定的连接类型，如果指定两个，SQL Server会在这两个连接类型中选择最好的一个，也就是毙掉了第三个。

应用场景蛮多的，根据三种连接的特性，我们可以有选择的进行提示，比如我们想一个查询不消耗内存，那么就可以指定OPTION(LOOP JOIN，MERGER JOIN)，这样就去掉消耗内存的哈希连接，当然这是减小内存消耗但会增加执行时间。如果采用了合并连接（MERGER JOIN）方式不会消耗内存，但是合并连接需要提前排序（sort），排序会消耗大量的内存。

当然，有时候嵌套循环连接执行的时间不理想，就可以指定为哈希连接（hash join）进行连接。

来看个例子：

SELECT o.OrderID
FROM Customers C JOIN Orders O
ON C.CustomerID=O.CustomerID
WHERE C.City=N'London'

上面的查询计划采用了嵌套循环的连接方式，两张表依次进行循环嵌套执行。

如果，经过测试这里发现采用合并连接的方式更好一点，我们可以采用如下Hint进行提示操作

SELECT o.OrderID
FROM Customers C JOIN Orders O
ON C.CustomerID=O.CustomerID
WHERE C.City=N'London'
OPTION(MERGE JOIN)

经过调整之后，这时候该语句就利用到了我们设计的非聚集索引，并且由原来的索引SCAN变成了索引Seek运算。

通过如下方式，可以指导SQL Server在哈希连接和合并连接之间做出选择，但是一定要放弃嵌套循环连接。

SELECT o.OrderID
FROM Customers C JOIN Orders O
ON C.CustomerID=O.CustomerID
WHERE C.City=N'London'
OPTION(HASH JOIN,MERGE JOIN)

看以看到，经过评估SQL Server还是依然的选择了合并连接

其实，这个很正常，首先数据量不大，其次是在City列上存在非聚集索引，所以要充分利用，并且在两张表的CustomerID是都为索引所覆盖，这就保证了两张表在这列上都是预先排序(sort)了，这完全满足了合并连接的条件。当然，默认选择嵌套循环连接的原因，我估计的原因就一个：两张表数据量不大。

当然，出来上面的HINT方式可以指定连接的物理连接方式，还有另外更为粗暴的一种方式，强制执行。如下：

SELECT o.OrderID
FROM Customers C INNER MERGE JOIN Orders O
ON C.CustomerID=O.CustomerID
WHERE C.City=N'London'

当然，这种方式也手动的达到了指定采用合并连接的方式。

但是，此种方式有严重的弊端：

1、通过采用这种方式貌似暂时解决问题了，但是经过一段时间，此连接方式可能会严重阻碍数据库的优化，而要解决此问题就不得不更改代码。

2、只能粗暴的指定一种物理连接方式，不能顺应SQL Server本身自己的优化策略。

上述的方式是非常不推荐的一种，大部分新手会选择这种方式。

当然，利用Hint的方式是并非一种万全之策，但在当前基本能解决问题，当运行到一段周期之后，如果当前的HINT干预了SQL Server数据库的正常运行，我们也可以采用适当的方式予以停用Hint。使数据库得到完美的平稳的正常运行。后续文章我们依次介绍。

关于Hint这块的使用，内容还是挺多的，其中一部分还包含锁提示等，后续文章我们依次介绍，有兴趣的童鞋提前关注。

其实Hint是平常我们调优时候一种重要的工具。但是，这个工具的正确的使用则要依靠牢靠的基础知识掌握和经验累积。正所谓：厚积薄发！ 不要轻易的看到了使用场景就妄自的进行盲目的使用。如果使用不当，还会扰乱SQL Server数据库本身正常的生态环境，得不偿失，越调越乱。

所以：施主，三思而行呀......

参考文献

• 微软联机丛书逻辑运算符和物理运算符引用
• 参照书籍《SQL.Server.2005.技术内幕》系列