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堆（没有聚集索引的表）

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适用于：SQL Server Azure SQL 数据库 Azure SQL 托管实例 Microsoft Fabric SQL 数据库

堆是不含聚集索引的表。 可在存储为堆的表上创建一个或多个非聚集索引。 数据存储于堆中并且无需指定顺序。 通常，数据最初是按照插入行的顺序存储的。 但是，数据库引擎可以在堆中移动数据以高效地存储行。 在查询结果中，无法预测数据顺序。 若要确保从堆返回的行的顺序，使用 ORDER BY 子句。 若要指定用于存储行的永久逻辑顺序，请对表创建聚集索引，以便表不是堆。

注意

有时候可能有必要将表保留为堆，而不是创建聚集索引，但高效率地使用堆需要较高的技能。 大多数表应该具有仔细选择的聚集索引，除非有足够的理由将表保留为堆。

何时使用堆

堆非常适合经常被截断和重新加载的表。 数据库引擎通过填充最早的可用空间来优化堆中的空间。

考虑以下情况：

  • 在堆中查找可用空间的成本可能很高，尤其是在有许多删除或更新的情况下。
  • 聚集索引为不经常被截断的表提供稳定的性能。

对于经常被截断或重新创建的表（如临时表），使用堆通常更高效。

在使用堆和聚集索引之间选择可能会显著影响数据库的性能和效率。

在将某个表存储为堆时，通过引用由文件号、数据页码和页上的槽 (FileID:PageID:SlotID) 构成的 8 字节行标识符 (RID)，标识单独行。 行 ID 是一个小且高效的结构。

可使用堆作为临时表来暂存大型无序插入操作。 由于插入数据时不应用严格的顺序，因此插入操作通常比插入到聚集索引的等效操作更快。 如果要读取堆的数据并将其处理成最终目标，创建一个包含查询所用搜索谓词的窄带非聚集索引可能会很有用。

注意

按数据页面的顺序从堆中检索数据，但这不一定是插入数据的顺序。

始终通过非聚集索引访问数据且 RID 小于聚集索引键时，有时数据专业人员也会使用堆。

如果某个表是堆并且不具有任何非聚集索引，则必须读取整个表（表扫描）以便找到任何行。 SQL Server 无法直接在堆上查找 RID。 当表较小时，此行为可以接受。

何时不使用堆

在经常以排序后的顺序返回数据时，不要使用堆。 排序列上的聚集索引可以避免排序操作。

在数据经常组合在一起时，不要使用堆。 数据必须首先进行排序，然后才能分组，并且排序列上的聚集索引可以避免排序操作。

在经常从表查询数据范围时，不要使用堆。 范围列上的聚集索引避免对整个堆进行排序。

在不存在非聚集索引并且表比较大时，不要使用堆。 此设计的唯一应用是在没有任何指定顺序的情况下返回整个表内容。 在堆中，数据库引擎会读取所有行以查找任何行。

如果数据经常更新，请不要使用堆。 如果更新记录，并且更新在数据页中使用的空间比当前使用的空间多，则必须将记录移动到具有足够可用空间的数据页。 这会创建指向数据的新位置的前推记录，并且前推指针必须在以前保存该数据的页中写入，以指示新的物理位置。 这会在堆中引入碎片。 当数据库引擎扫描堆时，它会遵循这些指针。 此操作会限制预读性能，并且可能会产生额外的 I/O，从而降低扫描性能。

管理堆

若要创建堆，请创建没有聚集索引的表。 如果表已具有某一聚集索引，则删除该聚集索引以便将该表返回到某一堆。

若要删除堆，请在该堆上创建聚集索引。

重新生成堆以回收浪费的空间：

  • 在该堆上创建一个聚集索引，然后删除该聚集索引。
  • 使用 ALTER TABLE ... REBUILD 命令重新生成堆。

警告

创建或删除聚集索引要求重写整个表。 如果该表具有非聚集索引，则只要更改聚集索引，就必须全都重新创建所有非聚集索引。 因此，从堆更改为聚集索引结构或反之可能占用大量时间，并且要求足够的磁盘空间以便对 tempdb 中的数据重新进行排序。

识别堆

以下查询会返回当前数据库中的堆列表。 此列表包括：

  • 表名
  • 架构名称
  • 行数
  • 表大小 (KB)
  • 索引大小 (KB)
  • 未使用的空间
  • 用于识别堆的列
SELECT t.name AS 'Your TableName',
    s.name AS 'Your SchemaName',
    p.rows AS 'Number of Rows in Your Table',
    SUM(a.total_pages) * 8 AS 'Total Space of Your Table (KB)',
    SUM(a.used_pages) * 8 AS 'Used Space of Your Table (KB)',
    (SUM(a.total_pages) - SUM(a.used_pages)) * 8 AS 'Unused Space of Your Table (KB)',
    CASE 
        WHEN i.index_id = 0
            THEN 'Yes'
        ELSE 'No'
        END AS 'Is Your Table a Heap?'
FROM sys.tables t
INNER JOIN sys.indexes i
    ON t.object_id = i.object_id
INNER JOIN sys.partitions p
    ON i.object_id = p.object_id
        AND i.index_id = p.index_id
INNER JOIN sys.allocation_units a
    ON p.partition_id = a.container_id
LEFT JOIN sys.schemas s
    ON t.schema_id = s.schema_id
WHERE i.index_id <= 1 -- 0 for Heap, 1 for Clustered Index
GROUP BY t.name,
    s.name,
    i.index_id,
    p.rows
ORDER BY 'Your TableName';

堆结构

堆是不含聚集索引的表。 堆的 sys.partitions中具有一行，对于堆使用的每个分区，都有 index_id = 0 。 默认情况下，一个堆有一个分区。 当堆有多个分区时，每个分区有一个堆结构，其中包含该特定分区的数据。 例如，如果一个堆有四个分区，则有四个堆结构；每个分区有一个堆结构。

根据堆中的数据类型，每个堆结构将有一个或多个分配单元来存储和管理特定分区的数据。 每个堆中每个分区至少有一个 IN_ROW_DATA 分配单元。 如果堆包含大型对象 (LOB) 列，则该堆的每个分区还将有一个 LOB_DATA 分配单元。 如果堆包含超过 8,060 字节的行大小限制的变量长度列，则它的每个分区中还会有一个 ROW_OVERFLOW_DATA 分配单元。

first_iam_page 系统视图中的列 sys.system_internals_allocation_units 指向 IAM 页链中的第一个 IAM 页，该 IAM 页链可管理分配给特定分区中的堆的空间。 SQL Server 使用 IAM 页在堆之间移动。 堆内的数据页和行没有任何特定的顺序，也不链接在一起。 数据页之间唯一的逻辑连接是记录在 IAM 页内的信息。

重要

sys.system_internals_allocation_units 系统视图保留为仅供 SQL Server 内部使用。 不保证以后的兼容性。

可以通过扫描 IAM 页对堆进行表扫描或串行读操作来找到容纳该堆的页的扩展盘区。 因为 IAM 按扩展盘区在数据文件内存在的顺序表示它们，所以这意味着串行堆扫描连续沿每个文件进行。 使用 IAM 页设置扫描顺序还意味着堆中的行一般不按照插入的顺序返回。

下图说明了 SQL Server 数据库引擎如何使用 IAM 页检索单个分区堆中的数据行。

iam_heap

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DROP INDEX (Transact-SQL)
描述的聚集索引和非聚集索引