SQL SERVER中隐式转换的一些细节浅析

Posted 2020-08-07

其实这是一篇没有技术含量的文章，精通SQL优化的请绕道。这个缘起于在优化一个SQL过程中，同事问了我一个问题，为什么SQL中存在隐式转换，但是执行计划没有变？ 我思索了一下，觉得这个问题也有点意思，说不定有些对隐式转换了解得不深入的同学都有此疑问，那么下面结合上下文场景做一个细节方面的解答。

我们一个系统中使用了ORMLite框架，粗心的开发人员弄出了不少下面这样的SQL语句，都存在隐式转换问题，如下所示，表machine_stop_alarm_msg 的结构如下，字段machine_no、status都为VARCHAR(10),但是下面SQL，传入的变量@P0，@P1都是NVARCHAR（4000）类型。

 

DECLARE  @P0 nvarchar(4000),@P1 nvarchar(4000);

SET @P0=\'1\';

SET @P1=\'K172\';

SELECT [recid],[machine_no] 

   ,[stop_stime] 

   ,[stop_etime] 

   ,[status] 

   ,[memo] 

   ,[createddate]  

FROM machine_stop_alarm_msg t  

WHERE 1=1  

AND t.status=@P0  

AND t.machine_no in(@P1 )  

ORDER BY machine_no, 

   stop_stime ;  

 

 

machine_stop_alarm_msg 表只有一个聚集索引PK_machine_stop_alarm_msg，字段为recid。

 

当时我优化的时候，就觉得这个SQL语句存在两个问题：1 缺少索引； 2 存在隐式转换问题。当时创建了下面索引，并要求开发人员修改SQL，避免隐式转换。

CREATE NONCLUSTERED INDEX ix_machine_stop_alarm_msg_n1

ON [dbo].[machine_stop_alarm_msg] ([machine_no],[status])

INCLUDE ([recid],[stop_stime],[stop_etime],[memo],[createddate])

GO

 

 

在测试环境测试时，我们先不增加这个索引，就出现了下面一个场景，两者都是走聚集索引扫描：

 

1： 执行计划走聚集索引扫描（Cluster Index Scan）

SET STATISTICS IO ON;

SET STATISTICS TIME ON;

DECLARE  @P0 nvarchar(4000),@P1 nvarchar(4000);

SET @P0=\'1\';

SET @P1=\'K172\';

SELECT [recid],[machine_no] 

   ,[stop_stime] 

   ,[stop_etime] 

   ,[status] 

   ,[memo] 

   ,[createddate]  

FROM machine_stop_alarm_msg t  

WHERE 1=1  

AND t.status=@P0  

AND t.machine_no in(@P1 )  

ORDER BY machine_no, 

   stop_stime ;  

SET STATISTICS IO OFF;

SET STATISTICS TIME OFF;

 

2： 执行计划走聚集索引扫描（Cluster Index Scan）

 

SET STATISTICS IO ON;

SET STATISTICS TIME ON;

DECLARE  @P0 VARCHAR(10),@P1 VARCHAR(10);

SET @P0=\'1\';

SET @P1=\'K172\';

SELECT [recid],[machine_no] 

   ,[stop_stime] 

   ,[stop_etime] 

   ,[status] 

   ,[memo] 

   ,[createddate]  

FROM machine_stop_alarm_msg t  

WHERE 1=1  

AND t.status=@P0  

AND t.machine_no in(@P1 )  

ORDER BY machine_no, 

   stop_stime ;  

SET STATISTICS IO OFF;

SET STATISTICS TIME OFF;

 

这里两者的执行计划一样，这个应该很好理解，缺少相关索引，而且发生隐式转换的不是索引所在的字段，那么即使存在隐式转换，它的执行计划是一样的。 这里没有太多要解释的。

那么我们接下来看看看增加了索引后，两者的实际执行计划。

 

 

现在同事纠结的就是即使发生了隐式转换，为什么执行计划还是走索引查找（Index Seek）呢？ 其实很多人有一个误区，SQL Server当中并不是所有的隐式转换都会导致索引扫描（Index Scan）,关于这个请见我这篇博客SQL SERVER中什么情况会导致索引查找变成索引扫描 。也就是说隐式转导致索引扫描也是有条件的。这里不再做展开讲，没有太多意思。另外，我们再来对比一下两者的执行计划。

 

上面发生隐式转换的SQL的执行计划，多了一个常量扫描（Constant Scan），常量扫描做的工作是根据用户输入的SQL中的常量生成一个行 ，MSDN的介绍如下：

"The Constant Scan operator introduces one or more constant rows into a query. A Compute Scalar operator is often used after a Constant

Scan to add columns to a row produced by the Constant Scan operator"

 

常量扫描会引入一个或者多个常量行到一个查询中；通常情况下紧跟常量扫描的是计算标量运算符，计算标量运算符会为常量扫描运算符产生的行添加列。

如果你想知道执行计划里面的Expr1004、 Expr1005、Expr1003对应啥，看看执行计划就知道了（其中Expr1003为（62），一开始不明其什么意义，后面咨询了宋大神，才知道62是个flag,意思是等于号）

 

发生隐式转换的SQL还多了一个Nested Loop（Inner Join）操作。另外，即使这两个SQL依然都是索引查找（Index Seek），但是两种的IO开销还是有所区别的。