SQL Server 查询优化器执行不必要的连接

Posted 2023-04-13

【中文标题】SQL Server 查询优化器执行不必要的连接

【英文标题】：SQL Server query optimizer performing an unnecessary join

【发布时间】：2016-08-23 02:30:11

【问题描述】：

我想知道是否有人可以解释为什么 SQL Server（在我的例子中是 2016 RTM，但我怀疑这不是特定于版本）执行这个看似不必要的 INNER JOIN。

考虑以下两个通过外键连接的表：

CREATE TABLE [dbo].[batches](
[Id] [smallint] IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,
[Date] [date] NOT NULL,
[Run] [tinyint] NOT NULL,
[Clean] [bit] NOT NULL) 

CREATE TABLE [dbo].[batch_values](
[Batch_Id] [smallint] NOT NULL,
[Key] [int] NOT NULL,
[Value] [int] NOT NULL,
CONSTRAINT [PK_batch_values] PRIMARY KEY CLUSTERED 
( [Batch_Id] ASC, [Key] ASC))
GO 

ALTER TABLE [dbo].[batch_values]  WITH CHECK 
ADD  CONSTRAINT  [FK_batch_values_batches] FOREIGN KEY([Batch_Id])
REFERENCES [dbo].[batches] ([Id])
GO

ALTER TABLE [dbo].[batch_values] CHECK CONSTRAINT [FK_batch_values_batches]
GO

用一些数据填充表格：

SET NOCOUNT ON;

DECLARE 
    @BatchCount int,
    @BatchId smallint,
    @KeyCount int;

SET @BatchCount = 1;

WHILE @BatchCount <= 100
BEGIN

    INSERT INTO dbo.[batches]
    VALUES (DATEADD(dd, @BatchCount / 10, '2016-01-01'), @BatchCount % 10, @BatchCount % 2);

    SET @BatchId = SCOPE_IDENTITY();

    SET @KeyCount = 1;

    WHILE @KeyCount <= 1000
    BEGIN

        INSERT INTO dbo.batch_values
        VALUES (@BatchId, @KeyCount, RAND() * 1000000 - 500000);

        SET @KeyCount = @KeyCount + 1;

    END;

    SET @BatchCount = @BatchCount + 1;

END;

现在，如果我运行以下查询，执行计划显示 SQL Server 正在对 [batches] 表执行 INNER JOIN，即使没有从中选择任何列，也无法从 [batch_values] 中删除任何记录由于外键约束而连接的结果。

screenshot of query and execution plan

在我看来，查询优化器应该丢弃不必要的 INNER JOIN 并简单地在 [batch_values] 上进行主键搜索，但事实并非如此。

这很重要，因为如果我开发连接多个表的视图以呈现基础数据的“更大图景”以便于使用，那么在查询这些视图时我将受到性能影响。

【问题讨论】：

行不能被删除，但可以相乘。

哦，不，他们不能，因为您在 batch_values 上指定 PK。嗯。

哦，是的，他们可以，因为 FK 只走一条路。它可能从另一个表中丢失。这是一个奇怪的情况，因为它是一个垂直分区的表（都连接到主键上）。如果我以正确的方式阅读 FK，您可以在 batch 中创建一条记录，而 batch_values 中不存在该记录（但不是其他方式）

嗨尼克。是的，您正在正确阅读 FK，可能在 [batches] 表中有一个批次，但在 [batch_values] 表中没有相应的值。从语义上讲，这意味着一个空批次，即批次已生成但结果是空的。但是，无法通过与 [batches] 的连接来将 [batch_value] 中的记录相乘，因为 [batches].[Id] 是主键，因此可能只有一个。

不能相乘，但可以排除。这是一个内部连接。我想知道外部联接是否会有所不同

【参考方案1】：

SQL Optimizer 使用 JOIN ELIMINATION 有很多限制

例如如果您在外键中使用了多个列，或者约束不受信任，或者标记为“不用于复制”等。

如果使用外键中的列指定 WHERE 谓词，SQL Server 可能不会使用 JOIN ELIMINATION。

删除 WHERE 或从 WHERE 中删除“Batch_id = 100”，您应该会看到优化器现在使用 JOIN ELIMINATION

该主题的文档有限，因此我无法提供证明链接，但在过去 5-7 年中，许多人针对不同版本报告了此问题，并同意行为是设计使然。我的建议是向 MS 提出事件并直接询问他们是否对您的系统至关重要。

【讨论】：

我又玩了一些，也搜索了一些 JOIN ELIMINATION，看起来你对 WHERE 子句的看法是正确的。