Сжатие данных

Статья
11/10/2015

SQL Server 2012 поддерживает сжатие и строк и страниц для таблиц и индексов. Использование функции сжатия данных может способствовать сжатию данных внутри базы данных, а также уменьшению размера базы данных. Помимо экономии места, сжатие данных позволяет повысить производительность при рабочих нагрузках с интенсивным вводом-выводом, поскольку данные хранятся в меньшем количестве страниц и в запросах требуется считывать меньше страниц с диска. Однако для сжатия и распаковки данных при обмене данными с приложениями требуются дополнительные ресурсы ЦП на сервере баз данных. Сжатие данных может быть настроено для следующих объектов базы данных.

Для полной таблицы, хранящейся в виде кучи.
Для полной таблицы, хранящейся в виде кластеризованного индекса.
Для полного некластеризованного индекса.
Для полного некластеризованного представления.
Для секционированных таблиц и индексов параметры сжатия можно задать для каждой секции, и разные секции объекта могут иметь различные параметры.

Замечания по использованию сжатия строк и страниц

При использовании сжатия строк и страниц следует учитывать следующее.

Подробности сжатия данных могут меняться без предварительного уведомления в пакетах обновлений или в последующих версиях.
Сжатие поддерживается не во всех выпусках SQL Server. Дополнительные сведения см. в разделе Возможности, поддерживаемые различными выпусками SQL Server 2012.
Для системных таблиц сжатие недоступно.
С помощью сжатия можно хранить больше строк в странице, максимальный размер строки таблицы или индекса при этом не изменяется.
Для таблицы нельзя включить сжатие, если сумма максимального размера строки и служебных данных сжатия превышает максимальный размер строки в 8060 байт. Например, таблица, в которой присутствуют столбцы c1char(8000) и c2char(53), не может быть сжата, поскольку добавление служебных данных сжатия приведет к превышению максимального размера строки. При использовании формата хранения vardecimal выполняется проверка размера строки (когда формат включен). При использовании сжатия строк и страниц проверка размера строки выполняется при первичном сжатии объекта, а также при всех последующих вставках и изменениях строк. При использовании сжатия обеспечивается выполнение следующих двух правил.
- Обновление для типа с фиксированной длиной должно всегда завершаться успешно.
- Отключение сжатия данных должно всегда выполняться успешно. Даже если сжатая строка умещается на странице (что означает, что она имеет размер меньше 8060 байт), SQL Server не допустит выполнения обновлений, которые не поместятся в строке без сжатия.
Если указан список секций, для каждой отдельной секции можно установить тип сжатия ROW, PAGE или NONE. Если список секций не был указан, для всех секций устанавливается свойство сжатия данных, указанное в инструкции. При создании индекса или таблицы для свойства сжатия устанавливается значение NONE, если не было указано другое значение. При изменении таблицы сохраняется существующее сжатие, если не было указано иное.
При указании списка секций или секции вне диапазона формируется ошибка.
Некластеризованные индексы не наследуют свойство сжатия таблицы. Чтобы сжать индексы, необходимо явно задать для них свойство сжатия. По умолчанию при создании индексов для них устанавливается режим сжатия NONE.
При создании кластеризованного индекса в куче кластеризованный индекс наследует состояние сжатия кучи, если не указано другое состояние сжатия.
Если для кучи было настроено сжатие уровня страницы, для страниц такое сжатие будет реализовываться только следующими методами.
- Массовый импорт данных осуществляется со включенными массовыми оптимизациями.
- Вставка данных с помощью синтаксиса INSERT INTO ... Синтаксис WITH (TABLOCK) и таблица не содержат некластеризованный индекс.
- Перестройка таблицы с помощью инструкции ALTER TABLE ... REBUILD с параметром сжатия PAGE.
В новых страницах, размещенных в куче в процессе выполнения операций DML, сжатие страниц не будет использоваться до тех пор, пока куча не будет перестроена. Перестройте кучу. Для этого удалите и повторно примените сжатие либо создайте и удалите кластеризованный индекс.
Чтобы изменить параметры сжатия кучи, необходимо перестроить все некластеризованные индексы в таблице. Это обеспечивает наличие в них указателей на новые расположения в куче.
Включить или отключить сжатие типа ROW или PAGE можно в оперативном или режиме вне сети. Включение сжатия для кучи является однопоточным для операции в сети.
Чтобы включить или отключить сжатие строки или страницы, необходимо столько же места на диске, как и для создания или перестройки индекса. Для секционированных данных объем пространства, необходимый для включения или отключения сжатия, можно сократить, выполняя включение или отключение сжатия последовательно для каждой секции.
Чтобы определить состояние сжатия секций в секционированной таблице, выполните запрос столбца data_compression из представления каталога sys.partitions.
При сжатии индексов страницы конечного уровня можно сжать как сжатием строк, так и сжатием страниц. Для страниц, расположенных не на конечном уровне, нельзя использовать сжатие страниц.
Ввиду их размера, типы данных больших значений иногда хранятся отдельно от нормальных данных строк на страницах для особых целей. Сжатие данных недоступно для данных, хранящихся отдельно.

Таблицы, для которых в SQL Server 2005 был реализован формат хранения vardecimal, сохранят эту настройку и после обновления. К таблице, в которой применяется формат хранения vardecimal, можно применить сжатие строк. Однако сжатие строк является надмножеством формата хранения vardecimal, поэтому не существует причин для сохранения данного формата. Для десятичных значений не происходит никакого дополнительного сжатия при сочетании формата хранения vardecimal и сжатия строк. Сжатие страниц можно применить к таблице, в которой присутствует формат хранения vardecimal, однако для столбцов данного формата дополнительного сжатия, скорее всего, не произойдет.

Примечание
SQL Server 2012 поддерживает формат хранения vardecimal, однако сжатие на уровне строк достигает тех же целей, поэтому данный формат является устаревшим. В будущей версии Microsoft SQL Server эта возможность будет удалена. Избегайте использования этой возможности в новых разработках и запланируйте изменение существующих приложений, в которых она применяется.

SQL Server 2012 поддерживает формат хранения vardecimal, однако сжатие на уровне строк достигает тех же целей, поэтому данный формат является устаревшим. В будущей версии Microsoft SQL Server эта возможность будет удалена. Избегайте использования этой возможности в новых разработках и запланируйте изменение существующих приложений, в которых она применяется.

Влияние сжатия на секционированные таблицы и индексы

При использовании сжатия данных в секционированных таблицах или индексах следует учитывать следующее.

При разбиении секций с помощью инструкции ALTER PARTITION обе секции наследуют атрибут сжатия данных исходной секции.
При слиянии двух секций результирующая секция унаследует атрибут сжатия данных секции назначения.
Для переключения секции свойство сжатия данных секции должно совпадать со свойством сжатия таблицы.
Существуют две вариации синтаксиса, которые можно использовать для изменения сжатия секционированной таблицы или индекса.
- Следующий синтаксис перестраивает только упоминаемую секцию:
```
ALTER TABLE <table_name> 
REBUILD PARTITION = 1 WITH (DATA_COMPRESSION =  <option>)
```
- Следующий синтаксис перестраивает всю таблицу, используя существующий режим сжатия для всех неупоминаемых секций:
```
ALTER TABLE <table_name> 
REBUILD PARTITION = ALL 
WITH (DATA_COMPRESSION = PAGE ON PARTITIONS(<range>),
... )
```
Для секционированных индексов действуют те же принципы, но используется инструкция ALTER INDEX.
При удалении кластеризованного индекса соответствующие секции кучи сохраняют настройки сжатия данных, если только не была изменена схема секционирования. Если схема секционирования подверглась изменениям, все секции перестраиваются в распакованное состояние. Чтобы удалить кластеризованный индекс и изменить схему секционирования, необходимо выполнить следующие шаги.

1. Удалить кластеризованный индекс.

2. Изменить таблицу с помощью параметра REBUILD ... инструкции ALTER TABLE ..., Параметр REBUILD ... в котором указывается вариант сжатия.

Удаление кластеризованного индекса в режиме вне сети происходит очень быстро, поскольку удаляются только верхние уровни кластеризованных индексов. При удалении кластеризованного индекса в режиме в сети SQL Server должен перестроить кучу два раза — один для первого шага, один для второго.

Влияние сжатия на репликацию

При использовании сжатия данных с репликацией следует учитывать следующее.

Если агент моментальных снимков формирует первичный скрипт схемы, в новой схеме для таблицы и ее индексов будет использован один и тот же режим сжатия. Сжатие нельзя включить только для таблицы, но не для индекса.
При репликации транзакций параметр схемы статьи определяет, какие из зависимых объектов или свойств должны быть добавлены в сценарий. Дополнительные сведения см. в разделе sp_addarticle.

Агент распространителя не проверяет наличие подписчиков низкого уровня при применении скриптов. При выборе репликации сжатия создание таблицы у подписчиков низкого уровня завершится неудачно. При наличии смешанной топологии не следует включать репликацию сжатия.
Для репликации слиянием уровень совместимости публикаций переопределяет параметры схемы и определяет, какие из объектов схемы будут внесены в сценарий.

При наличии смешанной топологии для уровня совместимости публикации следует установить значение версии подписчика низкого уровня, если поддержка новых параметров сжатия не является обязательной. Если поддержка необходима, после создания таблиц их сжатие следует осуществить на подписчике.

В следующей таблице показываются настройки репликации, управляющие сжатием в процессе репликации.

Намерение пользователя	Выполнить репликацию схемы секционирования для таблицы или индекса	Выполнить репликацию настроек сжатия	Действия со сценариями
Выполнить репликацию схемы секционирования и включить сжатие на подписчике для этой секции.	True	True	Создать скрипты для схемы секционирования и для настроек сжатия.
Выполнить репликацию схемы секционирования, но не сжимать данные на подписчике.	True	False	Создать скрипт для схемы секционирования, но не создавать его для настроек сжатия секции.
Не выполнять репликацию схемы секционирования и не сжимать данные на подписчике.	False	False	Не создавать скрипты для настроек секций или сжатия.
Выполнить сжатие таблицы на подписчике при условии, что на издателе были сжаты все секции, но не выполнять репликацию схемы секционирования.	False	True	Проверить, что для всех секций включено сжатие. Создать скрипт сжатия на уровне таблицы.

Влияние сжатия на другие компоненты SQL Server

Сжатие происходит в подсистеме хранилища, и данные предоставляются большинству других компонентов SQL Server в распакованном состоянии. Это ограничивает влияние сжатия на другие компоненты следующим.

Операции массового импорта и экспорта

При экспорте данных, даже в собственном формате, данные выводятся в распакованном формате строк. Поэтому размер экспортированного файла данных может значительно превысить размер исходных данных.

При импорте данных, если для целевой таблицы было включено сжатие, данные будут преобразованы подсистемой хранилища в сжатый формат строк. По сравнению с импортом данных в распакованную таблицу такой импорт может потребовать больше ресурсов ЦП.

Если массовый импорт данных производится в кучу с включенным сжатием страниц, то при вставке данных операция массового импорта попытается применить к ним сжатие страниц.
Сжатие не затрагивает резервное копирование и восстановление.
Сжатие не затрагивает доставку журналов.
Сжатие данных несовместимо с разреженными столбцами. Поэтому таблицы, содержащие разреженные столбцы, нельзя сжать, а разреженные столбцы нельзя добавить в сжатую таблицу.
Включение сжатия может вызвать изменение планов запросов, поскольку данные будут занимать при хранении другое число страниц с другим числом строк на страницу.