Especificar caminhos e dicas de otimização para índices XML seletivos

Artigo
09/04/2023

Aplica-se a: SQL Server Banco de Dados SQL do Azure Instância Gerenciada de SQL do Azure

Este artigo descreve como especificar caminhos de nós a serem indexados e dicas de otimização de indexação ao criar ou alterar índices XML seletivos.

Especifique caminhos de nós e dicas de otimização ao mesmo tempo em uma das seguintes instruções:

Na cláusula FOR de uma instrução CREATE . Para obter mais informações, veja CREATE SELECTIVE XML INDEX (Transact-SQL).
Na cláusula ADD de uma instrução ALTER . Para obter mais informações, consulte ALTER INDEX (Índices XML Seletivos).

Para obter mais informações sobre índices XML seletivos, confira Índices XML Seletivos (SXI).

Reconhecer os tipos de XQuery e SQL Server em XML não tipado

Os índices XML seletivos dão suporte a dois sistemas de tipos: tipos XQuery e tipos SQL Server. O caminho indexado pode ser usado para corresponder a uma expressão XQuery ou para corresponder ao tipo de retorno do método value() do tipo de dados xml.

Quando um caminho a ser indexado não é anotado, ou é anotado com a palavra-chave XQUERY, o caminho corresponde a uma expressão XQuery. Há duas variações para caminhos de nós anotados de XQUERY:
- Se você não especificar a palavra-chave XQUERY e o tipo de dados XQuery, serão usados os mapeamentos padrão. Normalmente, o desempenho e o armazenamento não são os ideais.
- Se você especificar a palavra-chave XQUERY e o tipo de dados XQuery e, opcionalmente, outras dicas de otimização, poderá obter o melhor desempenho possível e um armazenamento o mais eficiente possível. Entretanto, uma conversão pode falhar.
Quando um caminho a ser indexado é anotado com a palavra-chave SQL, o caminho corresponde ao tipo de retorno do método value() do tipo de dados xml. Especifique o tipo de dados apropriado do SQL Server, que é o tipo de retorno esperado do método value().

Há diferenças sutis entre o sistema de tipos XML de expressões XQuery e o sistema de tipos do SQL Server aplicado ao método value() do tipo de dados xml. As principais diferenças incluem:

O sistema de tipos XQuery reconhece os espaços à direita. Por exemplo, de acordo com a semântica do tipo XQuery, as cadeias de caracteres "abc" e "abc " não são iguais; já no SQL Server, essas cadeias são iguais.
Os tipos de dados de ponto flutuante de XQuery dá suporte aos valores especiais +/- zero e +/- infinito. Esses valores especiais não têm suporte em tipos de dados de ponto flutuante do SQL Server.

Tipos XQuery em XML não tipado

Os tipos XQuery correspondem a expressões XQuery em todos os métodos do tipo de dados xml que inclui o método value().
Os tipos XQuery dão suporte a estas dicas de otimização: node(), SINGLETON, DATA TYPE e MAXLENGTH.

Para expressões XQuery em XML não tipado, é possível escolher entre dois modos de operação:

Modo de mapeamento padrão. Nesse modo, você especifica somente o caminho ao criar um índice XML seletivo.
Modo de mapeamento especificado pelo usuário. Nesse modo, você especifica o caminho e as dicas de otimização opcionais.

O modo de mapeamento padrão usa uma opção de armazenamento conservadora, que é sempre segura e geral. Ela pode corresponder a qualquer tipo da expressão. Uma limitação do modo de mapeamento padrão é um desempenho abaixo do ideal, pois é necessário um maior número de conversões de runtime, e os índices secundários não estão disponíveis.

Veja aqui um exemplo de índice XML seletivo criado com mapeamentos padrão. Para todos os três caminhos, o tipo de nó padrão (xs:untypedAtomic) e a cardinalidade são usados.

CREATE SELECTIVE XML INDEX example_sxi_UX_default
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    mypath01 =  '/a/b',
    mypath02 = '/a/b/c',
    mypath03 = '/a/b/d'
);

O modo de mapeamento especificado pelo usuário permite especificar um tipo e uma cardinalidade para que o nó obtenha melhor desempenho. Entretanto, essa melhoria de desempenho é obtida abrindo mão da segurança, porque uma conversão pode falhar, bem como da generalidade, porque apenas o tipo especificado corresponde ao índice XML seletivo.

Os tipos XQuery com suporte para ocorrências XML não tipadas são:

xs:boolean
xs:double
xs:string
xs:date
xs:time
xs:dateTime

Se o tipo não for especificado, o nó será considerado do tipo de dados xs:untypedAtomic.

É possível otimizar o índice XML seletivo mostrado da seguinte maneira:

CREATE SELECTIVE XML INDEX example_sxi_UX_optimized
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    mypath= '/a/b' as XQUERY 'node()',
    pathX = '/a/b/c' as XQUERY 'xs:double' SINGLETON,
    pathY = '/a/b/d' as XQUERY 'xs:string' MAXLENGTH(200) SINGLETON
);
-- mypath - Only the node value is needed; storage is saved.
-- pathX - Performance is improved; secondary indexes are possible.
-- pathY - Performance is improved; secondary indexes are possible; storage is saved.

Tipos do SQL Server em XML não tipado

Os tipos do SQL Server correspondem ao valor retornado do método value().
Os tipos do SQL Server dão suporte a esta dica de otimização: SINGLETON.

É obrigatório especificar um tipo para caminhos que retornam tipos do SQL Server. Use o mesmo tipo do SQL Server que você usaria no método value().

Considere a consulta a seguir:

SELECT T.record,
    T.xmldata.value('(/a/b/d)[1]', 'NVARCHAR(200)')
FROM myXMLTable T;

A consulta especificada retorna um valor do caminho /a/b/d empacotado em um tipo de dados NVARCHAR(200); assim o tipo de dados a ser especificado para o nó é óbvio. Entretanto, não há nenhum esquema para especificar a cardinalidade do nó em XML não tipado. Para especificar que o nó d aparece no máximo uma vez no nó pai b, crie um índice XML seletivo que use a dica de otimização SINGLETON da seguinte maneira:

CREATE SELECTIVE XML INDEX example_sxi_US
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    node1223 = '/a/b/d' as SQL NVARCHAR(200) SINGLETON
);

Noções básicas sobre suporte à índice XML seletivo para XML tipado

O XML tipado no SQL Server é um esquema associado a determinado documento XML. O esquema define a estrutura geral do documento e tipos de nós. Se um esquema existe, o índice XML seletivo aplica a estrutura do esquema quando o usuário promove caminhos; assim, não há necessidade de especificar os tipos XQUERY para caminhos.

O índice XML seletivo dá suporte aos seguintes tipos XSD:

xs:anyUri
xs:boolean
xs:date
xs:dateTime
xs:day
xs:decimal
xs:double
xs:float
xs:int
xs:integer
xs:language
xs:long
xs:name
xs:NCName
xs:negativeInteger
xs:nmtoken
xs:nonNegativeInteger
xs:nonPositiveInteger
xs:positiveInteger
xs:qname
xs:short
xs:string
xs:time
xs:token
xs:unsignedByte
xs:unsignedInt
xs:unsignedLong
xs:unsignedShort

Quando o índice XML seletivo é criado em um documento que tem um esquema associado a ele, a especificação de um tipo XQuery na criação ou alteração de índice retorna um erro. O usuário pode usar anotações do tipo SQL na parte de promoção de caminho. O tipo SQL deve ser uma conversão válida do tipo XSD definido no esquema, ou um erro será gerado. Todos os tipos SQL que têm representação adequada em XSD têm suporte, com exceção dos tipos de data/hora.

Observação

O índice seletivo será usado se o tipo especificado na promoção de caminho do índice XML seletivo for igual ao valor de retorno do método value().

As seguintes dicas de otimização podem ser usadas com documentos XML tipados:

Dica de otimização node()
A dica de otimização MAXLENGTH pode ser usada com tipos xs:string para encurtar o valor indexado.

Para obter mais informações sobre dicas de otimização, consulte Especificando dicas de otimização.

Especificar caminhos

Um índice XML seletivo permite indexar somente um subconjunto de nós dos dados XML armazenados relevantes para as consultas que você pretende realizar. Quando o subconjunto de nós relevantes é muito menor que o número total de nós no documento XML, o índice XML seletivo armazena somente os nós relevantes. Para se beneficiar de um índice XML seletivo, identifique o subconjunto correto de nós para indexação.

Escolher os nós a serem indexados

É possível usar os dois princípios a seguir para identificar o subconjunto correto de nós a ser adicionado a um índice XML seletivo.

Princípio 1: para avaliar determinada expressão XQuery, indexe todos os nós que você precisa examinar.
- Indexe todos os nós cuja existência ou valor é usado na expressão XQuery.
- Indexe todos os nós na expressão XQuery aos quais predicados XQuery são aplicados.
Considere a seguinte consulta no documento XML de exemplo neste artigo:
```
SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b[./c = "43"]') = 1;
```
Para retornar as instâncias XML compatíveis com essa consulta, um índice XML seletivo precisa examinar dois nós em cada instância XML:
- Nó c, porque seu valor é usado na expressão XQuery.
- Nó b, porque um predicado é aplicado ao nób na expressão XQuery.
Princípio 2: para obter o melhor desempenho, indexe todos os nós necessários para avaliar determinada expressão XQuery. Se você indexar apenas alguns dos nós, o índice XML seletivo melhorará somente a avaliação de subexpressões que incluam nós indexados.

Para melhorar o desempenho da instrução SELECT mostrada acima, é possível criar o seguinte índice XML seletivo:

CREATE SELECTIVE XML INDEX simple_sxi
ON Tbl(xmlcol)
FOR
(
    path123 =  '/a/b',
    path124 =  '/a/b/c'
);

Indexar caminhos idênticos

Não é possível promover caminhos idênticos ao mesmo tipo de dados em nomes de caminho diferentes. Por exemplo, a consulta a seguir gera um erro, porque pathOne e pathTwo são idênticos:

CREATE SELECTIVE INDEX test_simple_sxi ON T1(xmlCol)
FOR
(
    pathOne = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:string',
    pathTwo = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:string'
);

Entretanto, é possível promover caminhos idênticos como tipos de dados diferentes com nomes diferentes. Por exemplo, agora a consulta a seguir é aceitável, porque os tipos de dados são diferentes:

CREATE SELECTIVE INDEX test_simple_sxi ON T1(xmlCol)
FOR
(
    pathOne = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:double',
    pathTwo = 'book/authors/authorID' AS XQUERY 'xs:string'
);

Exemplos

Veja alguns exemplos adicionais de seleção de nós corretos a serem indexados para diferentes tipos XQuery.

Exemplo 1

Esta é uma XQuery simples que usa o método exist():

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b/c/d/e/h') = 1;

A tabela a seguir mostra os nós que devem ser indexados para permitir que essa consulta use o índice XML seletivo.

Nó a ser incluído no índice	Motivo para indexar este nó
/a/b/c/d/e/h	A existência do nó `h` é avaliada no método `exist()`.

Exemplo 2

Esta é uma variação mais complexa da XQuery anterior, com um predicado aplicado:

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b/c/d/e[./f = "SQL"]') = 1;

A tabela a seguir mostra os nós que devem ser indexados para permitir que essa consulta use o índice XML seletivo.

Nó a ser incluído no índice	Motivo para indexar este nó
/a/b/c/d/e	Um predicado é aplicado ao nó `e`.
/a/b/c/d/e/f	O valor do nó `f` é avaliado no predicado.

Exemplo 3

Esta é uma consulta mais complexa com uma cláusula value():

SELECT T.record,
    T.xmldata.value('(/a/b/c/d/e[./f = "SQL"]/g)[1]', 'nvarchar(100)')
FROM myXMLTable T;

A tabela a seguir mostra os nós que devem ser indexados para permitir que essa consulta use o índice XML seletivo.

Nó a ser incluído no índice	Motivo para indexar este nó
/a/b/c/d/e	Um predicado é aplicado ao nó `e`.
/a/b/c/d/e/f	O valor do nó `f` é avaliado no predicado.
/a/b/c/d/e/g	O valor do nó `g` é retornado pelo método `value()`.

Exemplo 4

Veja aqui uma consulta que usa uma cláusula FLWOR em uma cláusula exist(). (O nome FLWOR vem das cinco cláusulas que podem formar uma expressão XQuery FLWOR: for, let, where, order by e return.)

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('
  For $x in /a/b/c/d/e
  Where $x/f = "SQL"
  Return $x/g
') = 1;

A tabela a seguir mostra os nós que devem ser indexados para permitir que essa consulta use o índice XML seletivo.

Nó a ser incluído no índice	Motivo para indexar este nó
/a/b/c/d/e	A existência do nó `e` é avaliada na cláusula FLWOR.
/a/b/c/d/e/f	O valor do nó `f` é avaliado na cláusula FLWOR.
/a/b/c/d/e/g	A existência do nó `g` é avaliada pelo método `exist()`.

Especificar dicas de otimização

Você pode usar dicas de otimização opcionais para especificar detalhes adicionais de mapeamento para um nó indexado por um índice XML seletivo. Por exemplo, você pode especificar o tipo de dados e a cardinalidade de um nó, bem como certas informações sobre a estrutura dos dados. Essas informações adicionais dão suporte a um melhor mapeamento. Também resultam em melhorias no desempenho ou economia no armazenamento, ou ambas.

O uso de dicas de otimização é opcional. Sempre é possível aceitar os mapeamentos padrão, que são confiáveis, mas que podem não proporcionar um desempenho e um armazenamento ideais.

Algumas dicas de otimização, como a dica SINGLETON, apresentam restrições aos dados. Em alguns casos, podem ser gerados erros quando essas restrições não são atendidas.

Benefícios das dicas de otimização

A tabela a seguir identifica as dicas de otimização que dão suporte a um armazenamento mais eficiente ou a um melhor desempenho.

Dica de otimização	Armazenamento mais eficiente	desempenho aprimorado
node()	Sim	No
SINGLETON	Não	Sim
DATA TYPE	Sim	Sim
MAXLENGTH	Sim	Sim

Dicas e tipos de dados de otimização

É possível indexar nós como tipos de dados XQuery ou como tipos de dados do SQL Server. A tabela a seguir mostra as dicas de otimização com suporte para cada tipo de dados.

Dica de otimização	Tipos de dados XQuery	Tipos de dados SQL
node()	Sim	No
SINGLETON	Sim	Sim
DATA TYPE	Sim	Não
MAXLENGTH	Sim	No

Dica de otimização node()

Aplica-se a: tipos de dados XQuery

Você pode usar a otimização node() para especificar um nó cujo valor não seja obrigatório para avaliar a consulta típica. Essa dica reduz os requisitos de armazenamento quando a consulta típica só precisa avaliar a existência do nó. (Por padrão, um índice XML seletivo armazena o valor de todos os nós promovidos, exceto de tipos de nós complexos.)

Considere o seguinte exemplo:

SELECT T.record FROM myXMLTable T
WHERE T.xmldata.exist('/a/b[./c=5]') = 1;

Para usar um índice XML seletivo para avaliar essa consulta, promova os nós b e c. Entretanto, como o valor do nó b não é obrigatório, você pode usar a dica node() com a seguinte sintaxe:

`/a/b/ as node()

Se uma consulta exigir o valor de um nó que tenha sido indexado com a dica node(), o índice XML seletivo não poderá ser usado.

Dica de otimização SINGLETON

Aplica-se a: tipos de dados XQuery ou do SQL Server

A dica de otimização SINGLETON especifica a cardinalidade de um nó. Essa dica melhora o desempenho da consulta, pois sabe-se antecipadamente que um nó é exibido no máximo uma vez em seu pai ou ancestral.

Considere o documento XML de exemplo neste artigo.

Para usar um índice XML seletivo para consultar este documento, você pode especificar a dica SINGLETON para o nó d , pois ele aparece no máximo uma vez em seu pai.

Se a dica SINGLETON for especificada, mas um nó aparecer mais de uma vez em seu pai ou ancestral, um erro será gerado quando o índice for criado (de dados existentes) ou quando uma consulta for executada (de novos dados).

Dica de otimização DATA TYPE

Aplica-se a: tipos de dados XQuery

A dica de otimização DATA TYPE permite especificar um tipo de dados XQuery ou do SQL Server para o nó indexado. O tipo de dados é usado para a coluna na tabela de dados do índice XML seletivo que corresponde ao nó indexado.

Quando a conversão de um valor existente no tipo de dados especificado falha, a operação de inserção (no índice) não falha; entretanto, um valor nulo é inserido na tabela de dados do índice.

Dica de otimização MAXLENGTH

Aplica-se a: tipos de dados XQuery

A dica de otimização MAXLENGTH permite limitar o comprimento dos dados xs:string. MAXLENGTH não é relevante para tipos de dados do SQL Server, desde que você especifique o comprimento quando especificar os tipos de dados VARCHAR ou NVARCHAR.

Quando uma cadeia de caracteres existente é maior que MAXLENGTH especificado, a inserção desse valor no índice falha.

Documento XML de exemplo

O documento XML de exemplo a seguir é referenciado nos exemplos deste artigo:

<a>
    <b>
         <c atc="aa">10</c>
         <c atc="bb">15</c>
         <d atd1="dd" atd2="ddd">md </d>
    </b>
     <b>
        <c></c>
        <c atc="">117</c>
     </b>
</a>

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Especificar caminhos e dicas de otimização para índices XML seletivos

Reconhecer os tipos de XQuery e SQL Server em XML não tipado

Tipos XQuery em XML não tipado

Tipos do SQL Server em XML não tipado

Noções básicas sobre suporte à índice XML seletivo para XML tipado

Especificar caminhos

Escolher os nós a serem indexados

Indexar caminhos idênticos

Exemplos

Exemplo 1

Exemplo 2

Exemplo 3

Exemplo 4

Especificar dicas de otimização

Benefícios das dicas de otimização

Dicas e tipos de dados de otimização

Dica de otimização node()

Dica de otimização SINGLETON

Dica de otimização DATA TYPE

Dica de otimização MAXLENGTH

Documento XML de exemplo

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