Использование коэффициента заполнения для предупреждения расщеплений страниц
При обновлениях и вставках в таблице, имеющей индексы, страницы индекса тоже должны обновляться. Страницы индекса связаны друг с другом в цепочку указателями из одной страницы в другую. Имеется два указателя: один на следующую страницу и один на предыдущую. Если страница индекса заполнена до конца, то изменение в индексе приводит к изменению в цепочке указателей, поскольку между двумя страницами должна быть вставлена новая страница (в форме процесса, который называется расщеплением страницы индекса, чтобы новую информацию можно было поместить в нужном месте цепочки индекса). SQL Server перемещает приблизительно половину строк существующей страницы (где должны следовать новые данные) в эту новую страницу индекса. Две страницы, которые указывали друг на друга, теперь будут указывать на новую страницу, а новая страница – на эти две страницы (как на следующую и предыдущую). Теперь ссылка на новую страницу индекса указывает в нужное место цепочки, но страницы индекса физически уже не следуют друг за другом в базе данных (рис. 6.9). В конце концов, из-за того, что в индекс постоянно добавляются новые строки индекса (в предположении, что происходят обновления и вставки), а страница индекса имеет конечный размер, заполняется все больше и больше страниц. При этом требуется находить дополнительное пространство для новых страниц индекса. Для этого SQL Server продолжает выполнять расщепление страниц индекса, что приводит к дополнительной нагрузке на систему из-за более активного использования ЦП и большего числа операций ввода-вывода. Кроме того, это приводит к фрагментированию индекса. Данные индекса «разбрасываются» в базе данных, вызывая снижение производительности.
Одним из способов снижения степени расщепления и фрагментации страниц является настройка коэффициента заполнения узлов индекса. Коэффициент заполнения указывает процент заполнения узла при создании индекса, что позволяет оставить место для дополнительных строк индекса. Задать коэффициент заполнения для индекса можно при создании индекса. Если коэффициент заполнения не указан в команде CREATE INDEX, то используется значение по умолчанию данной системы. Значение по умолчанию равно значению параметра fill fАсtor, заданному в процедуре sp_configure. Это значение было задано равным 0, при инсталляции SQL Server.
рис. 6.9. Расщепление страницы индекса
Значение коэффициента заполнения изменяется в диапазоне от 0 до 100, указывая процент заполнения страницы индекса. Значение 0 соответствует особому случаю. В этом случае узлы-листья заполняются полностью, но в узлах-ветвях и корневом узле остаётся свободное место..
Значение коэффициента заполнения 100 указывает, что при создании индекса все узлы индекса будут заполняться полностью. Это оптимальное значение для индексов по таблицам, в которые никогда не будут заноситься новые данные и которые не будут обновляться. Как узлы-листья, так и узлы более высоких уровней будут заполняться до конца, и любая вставка будет приводить к расщеплению страниц. Таблицы, используемые только по чтению, идеально подходят для этого значения, хотя удаление данных допустимо, поскольку не вызывает расщепления страниц.
Низкое значение коэффициента заполнения оставляет много места для вставок, но требует много дополнительного пространства для создания индекса. Если постоянные вставки в базу данных не требуются, то низкое значение коэффициента заполнения обычно не рекомендуется. Если происходит слишком много расщеплений страниц, следует попытаться снизить значение коэффициента заполнения и повторно генерировать индекс, чтобы посмотреть, снизится ли при этом количество расщеплений страниц.
Если по прошествии времени расщепления страниц все же происходят и индексы становятся излишне фрагментированными, то решением является перестройка индексов. Фрагментация может происходить, даже если используется коэффициент заполнения, оставляющий свободное пространство на страницах индекса. В конце концов, это пространство тоже может быть исчерпано.