sql-server – 为什么扫描比寻找这个谓词更快？

我能够重现一个我将其描述为意外的查询性能问题.我正在寻找一个专注于内部的答案.

在我的机器上,以下查询执行聚簇索引扫描并占用大约6.8秒的CPU时间：

SELECT ID1,ID2
FROM two_col_key_test WITH (FORCESCAN)
WHERE ID1 NOT IN
(
N'1',N'2',N'3',N'4',N'5',N'6',N'7',N'8',N'9',N'10',N'11',N'12',N'13',N'14',N'15',N'16',N'17',N'18',N'19',N'20'
)
AND (ID1 = N'FILLER TEXT' AND ID2 >= N'' OR (ID1 > N'FILLER TEXT'))
ORDER BY ID1,ID2 OFFSET 12000000 ROWS FETCH FIRST 1 ROW ONLY
OPTION (MAXDOP 1);

以下查询执行聚簇索引查找(仅差异是删除FORCESCAN提示),但占用大约18.2秒的CPU时间：

SELECT ID1,ID2
FROM two_col_key_test
WHERE ID1 NOT IN
(
N'1',ID2 OFFSET 12000000 ROWS FETCH FIRST 1 ROW ONLY
OPTION (MAXDOP 1);

查询计划非常相似.对于这两个查询,从聚簇索引中读取120000001行：

我在SQL Server 2017 CU 10上.以下是创建和填充two_col_key_test表的代码：

drop table if exists dbo.two_col_key_test;

CREATE TABLE dbo.two_col_key_test (
    ID1 NVARCHAR(50) NOT NULL,ID2 NVARCHAR(50) NOT NULL,FILLER NVARCHAR(50),PRIMARY KEY (ID1,ID2)
);

DROP TABLE IF EXISTS #t;

SELECT TOP (4000) 0 ID INTO #t
FROM master..spt_values t1
CROSS JOIN master..spt_values t2
OPTION (MAXDOP 1);


INSERT INTO dbo.two_col_key_test WITH (TABLOCK)
SELECT N'FILLER TEXT' + CASE WHEN ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY (SELECT NULL)) > 8000000 THEN N' 2' ELSE N'' END,ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY (SELECT NULL)),NULL
FROM #t t1
CROSS JOIN #t t2;

我希望得到的答案不仅仅是调用堆栈报告.例如,我可以看到sqlmin！TCValSSInRowExprFilter< 231,0> :: GetDataX在慢速查询中占用了比快速查询更多的CPU周期：

我不想停在那里,而是想了解那是什么以及为什么两个查询之间存在如此大的差异.

为什么这两个查询的CPU时间差异很大？

解决方法

Why is there a large difference in CPU time for these two queries?

扫描计划为每行评估以下推送的非sargable(残差)谓词：

[two_col_key_test].[ID1]<>N'1' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'10' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'11' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'12' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'13' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'14' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'15' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'16' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'17' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'18' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'19' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'2' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'20' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'3' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'4' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'5' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'6' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'7' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'8' 
AND [two_col_key_test].[ID1]<>N'9' 
AND 
(
    [two_col_key_test].[ID1]=N'FILLER TEXT' 
    AND [two_col_key_test].[ID2]>=N'' 
    OR [two_col_key_test].[ID1]>N'FILLER TEXT'
)

寻求计划进行两项寻求操作：

Seek Keys[1]: 
    Prefix: 
    [two_col_key_test].ID1 = Scalar Operator(N'FILLER TEXT'),Start: [two_col_key_test].ID2 >= Scalar Operator(N'')
Seek Keys[1]: 
    Start: [two_col_key_test].ID1 > Scalar Operator(N'FILLER TEXT')

…匹配谓词的这一部分：

(ID1 = N'FILLER TEXT' AND ID2 >= N'' OR (ID1 > N'FILLER TEXT'))

残差谓词应用于通过上述搜索条件的行(示例中的所有行).

但是,每个不等式被两个单独的测试所取代,小于OR大于：

([two_col_key_test].[ID1]<N'1' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'1') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'10' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'10') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'11' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'11') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'12' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'12') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'13' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'13') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'14' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'14') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'15' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'15') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'16' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'16') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'17' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'17') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'18' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'18') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'19' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'19') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'2' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'2') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'20' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'20') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'3' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'3') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'4' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'4') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'5' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'5') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'6' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'6') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'7' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'7') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'8' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'8') 
AND ([two_col_key_test].[ID1]<N'9' OR [two_col_key_test].[ID1]>N'9')

重写每个不等式,例如：

[ID1] <> N'1'  ->  [ID1]<N'1' OR [ID1]>N'1'

……在这里适得其反.整理感知字符串比较是昂贵的.将比较次数加倍可以解释您看到的CPU时间的大部分差异.

您可以通过禁用使用未记录的跟踪标志9130来推送不可搜索的谓词来更清楚地看到这一点.这将显示残差作为单独的过滤器,您可以单独检查性能信息：

这也将突出显示搜索上的轻微基数误差,这解释了为什么优化器首先选择搜索而不是扫描(它期望搜索部分消除一些行).

虽然不等式重写可能使(可能已过滤)索引匹配成为可能(以充分利用b树索引的搜索能力),但如果两个半部分都以残差结束,则随后恢复此扩展会更好.您可以将此建议作为SQL Server feedback site的改进.

另请注意,原始(“遗留”)基数估计模型恰好为此查询选择默认扫描.

sql-server – 为什么扫描比寻找这个谓词更快？

解决方法

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