Partition：分区切换（Switch）

Posted 2020-08-21 悦光阴

在SQL Server中，对超级大表做数据归档，使用select和delete命令是十分耗费CPU时间和Disk空间的，SQL Server必须记录相应数量的事务日志，而使用switch操作归档分区表的老数据，十分高效，switch操作不会移动数据，只是做元数据的置换，因此，执行分区切换操作的时间是非常短暂的，几乎是瞬间完成，但是，在做分区切换时，源表和靶表必须满足一定的条件：

• 表的结构相同：列的数据类型，可空性（nullability）相同；
• 索引结构必须相同：索引键的结构，聚集性，唯一性，列的可空性必须相同；
  • 主键约束：如果源表存在主键约束，那么靶表必须创建等价的主键约束；
  • 唯一约束：唯一约束可以使用唯一索引来实现；
  • 索引键的结构：索引键的顺序，包含列，唯一性，聚集性都必须相同；
• 存储的数据空间（data space）相同：源表和靶表必须创建在相同的FileGroup或Partition Scheme上；

分区切换是将源表中的一个分区，切换到靶表（target_table）中，靶表可以是分区表，也可以不是分区表，switch操作的语法是：

ALTER TABLE schema_name . table_name 
SWITCH [ PARTITION source_partition_number_expression ]
TO target_table  [ PARTITION target_partition_number_expression ]

一，创建示例数据

-- create parition function
create partition function pf_int_left (int)
as range left 
for values (10,20);

--create partition scheme
create partition scheme ps_int_left
as 
partition pf_int_left
all to ([primary]);

--create partitioned table
create table dbo.dt_partition
(
ID int null,
Code int null
)
on ps_int_left (id)

--Create staging table
create table dbo.dt_SwitchStaging
(
ID int null,
Code int null
)
on [primary]

View Code

创建靶表 dt_SwitchStaging，用于存储分区表的数据

二，源表和目标表的结构必须相同

1，数据列的可空性必须相同（nullability）

由于靶表的ID列是非空的（not null），源表的ID列是可空的（null），可空性不同，在切换分区时，SQL Server会抛出错误消息：

alter table dbo.dt_SwitchStaging
alter column ID int not null;

--swith partition 2 to staging table
alter table dbo.dt_partition
switch partition 2 
to dbo.dt_SwitchStaging

ALTER TABLE SWITCH statement failed because column \'ID\' does not have the same nullability attribute in tables \'dbo.dt_partition\' and \'dbo.dt_SwitchStaging\'.

2，数据列的数据类型必须相同

在执行分区切换时，源表和靶表的数据类型必须相同，即使数据类型相兼容，SQL Server会抛出错误消息：

alter table  dbo.dt_SwitchStaging
alter column ID bigint null

ALTER TABLE SWITCH statement failed because column \'ID\' has data type int in source table \'dbo.dt_partition\' which is different from its type bigint in target table \'dbo.dt_SwitchStaging\'.

三，隐式的Check约束，实现分区的可空属性

分区列（Partition Column）允许为NULL，SQL Server在分区时，将NULL值作为最小值，存储在最左边的第一个分区中，其Partition Number是1。

Any data with a NULL in the partition column will reside in the leftmost partition. NULL is considered smaller than the minimum value of the data type’s values.

分区函数（Partition Function）定义分区列（Partition Column）在每一个分区的取值区间（Value Range），在SQL Server内部，取值区间是使用Check约束来实现的，每一个Partition都有一个check 约束，用于限定Partition column的取值范围：

• Partition Number=1，Partition column允许存在null；
• 其他Partition，Partition column不允许存在null；

对于Unknown值，Check约束认为逻辑结果是True，例如，check(ID>1 and ID<10)， 如果ID=Null，那么表达式ID>1 and ID<10 返回Unknown（或null），但是，Check约束返回的结果是True，即不违反check约束。

四，表的索引结构必须相同，唯一性和聚集性也必须相同

在执行分区切换时，表的索引结构，唯一性和聚集性必须相同，在SQL Server中，使用unique index 实现unique 约束的唯一性。

1，索引的聚集性

在分区表上创建一个聚集索引（clustered index），在切换分区时，SQL Server抛出错误信息，要求靶表必须创建聚集索引

--create clustered index
create clustered index cix_dt_partition_ID
on dbo.dt_partition(ID)

ALTER TABLE SWITCH statement failed. The table \'dbo.dt_partition\' has clustered index \'cix_dt_partition_ID\' while the table \'dbo.dt_SwitchStaging\' does not have clustered index.

2，唯一约束

在分区表上创建唯一聚集约束（unique clustered），在切换分区时，SQL Server抛出错误消息，要求靶表必须创建唯一索引

alter table dbo.dt_partition
add constraint UQ__dt_partition_ID_Code
unique clustered(ID,Code)

ALTER TABLE SWITCH statement failed. The table \'dbo.dt_partition\' has clustered index \'UQ__dt_partition_ID_Code\' while the table \'dbo.dt_SwitchStaging\' does not have clustered index.

Workaround1：在靶表上创建唯一聚集索引（unique clustered），而不是创建unique clustered 约束，switch 成功；

--create unique clustered index
create unique clustered index ucix_dt_SwitchStaging_ID_Code
on dbo.dt_SwitchStaging(ID,Code)

Workaround2：在靶表上创建unique clustered 约束，switch 成功；

3，主键约束

在创建Primary key 约束时，主键列是不可空的

--drop table
drop table dbo.dt_partition
go
drop table dbo.dt_SwitchStaging
GO
--create partitioned table
create table dbo.dt_partition
(
ID int not null,
Code int null,
)
on PS_int_Left (ID)
go
--Create staging table
create table dbo.dt_SwitchStaging
(
ID int not null,
Code int null
)
on [primary]
go

View Code

为分区表创建主键约束，使用唯一聚集索引（unique clustered）实现，跟唯一聚集约束的唯一区别是唯一约束列允许为NULL

alter table dbo.dt_partition
add constraint PK__dt_partition_ID
primary key clustered(ID)

将分区表的第二个分区切换到靶表，SQL Server抛出错误信息，要求靶表必须创建唯一聚集索引，注意，不是创建聚集主键；

--swith partition 2 to staging table
alter table dbo.dt_partition
switch partition 2 
to dbo.dt_SwitchStaging

ALTER TABLE SWITCH statement failed. The table \'dbo.dt_partition\' has clustered index \'PK__dt_partition_ID\' while the table \'dbo.dt_SwitchStaging\' does not have clustered index.

在靶表上创建唯一聚集索引，在执行分区切换时，SQL Server抛出错误消息：没有等价的索引，这是因为聚集主键创建的索引是唯一的，聚集的，非空的，而唯一聚集索引是唯一的，聚集的，可空的，两者不是完全等价的。

--create unique clustered index
create unique clustered index cix_dt_SwitchStaging_ID
on dbo.dt_SwitchStaging(ID)

ALTER TABLE SWITCH statement failed. There is no identical index in source table \'dbo.dt_partition\' for the index \'cix_dt_SwitchStaging_ID\' in target table \'dbo.dt_SwitchStaging\' . 

在靶表上创建聚集主键，switch成功

--add primary key clustered constraint
alter table dbo.dt_SwitchStaging
add constraint PK__dt_SwitchStaging_ID
primary key clustered(ID)

五，总结

在执行分区操作时，要求源表和靶表必须满足：

• 表的结构相同：列的数据类型，可空性（nullability）相同；
• 索引结构必须相同：索引键的结构，聚集性，唯一性，列的可空性必须相同；
  • 主键约束：如果源表存在主键约束，那么靶表必须创建等价的主键约束；
  • 唯一约束：唯一约束可以使用唯一索引来实现；
  • 索引键的结构：索引键的顺序，包含列，唯一性，聚集性都必须相同；
• 存储的数据空间（data space）相同：源表和靶表必须创建在相同的FileGroup或Partition Scheme上；

 

参考文档：

ALTER TABLE (Transact-SQL)