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估计聚集索引的大小

适用于：SQL ServerAzure SQL 数据库Azure SQL 托管实例Microsoft Fabric 预览版中的 SQL 数据库

您可以使用下列步骤估计存储聚集索引中的数据所需的空间大小：

  1. 计算存储聚集索引叶级数据所用的空间。
  2. 计算存储聚集索引的索引信息所用的空间。
  3. 对计算出的值求和。

步骤 1. 计算用于在叶级别存储数据的空间

  1. 指定表中存在的行数：

    • Num_Rows = 表中的行数

  2. 指定固定长度和可变长度列的数量，并计算存储所需的空间：

    计算每组列在数据行中所占据的空间。 列的大小取决于数据类型和长度规定。

    • Num_Cols = 总列数（固定长度和可变长度）
    • Fixed_Data_Size = 所有固定长度列的总字节大小
    • Num_Variable_Cols = 可变长度列数
    • Max_Var_Size = 所有可变长度列的最大字节大小

  3. 如果聚集索引是非唯一的，请考虑 uniqueifier 列。

    唯一标识符是可为 Null 的可变长度列。 在具有非唯一键值的行中，它是非 null 的，并且大小为 4 个字节。 此值是索引键的一部分，用于确保每一行都具有唯一的键值。

    • Num_ColsNum_Cols + 1 =
    • Num_Variable_ColsNum_Variable_Cols + 1 =
    • Max_Var_SizeMax_Var_Size + 4 =

    这些修改假定所有值都是非统一的。

  4. 保留行中称为 Null 位图的部分以管理列的为空性。 计算其大小：

    • Null_Bitmap = 2 + ((Num_Cols + 7) / 8)

    仅使用上述表达式中的整数部分，而放弃所有余数。

  5. 计算可变长度数据的大小：

    如果表中有可变长度列，请确定在行中存储这些列需使用的空间：

    • Variable_Data_Size = 2 + (Num_Variable_Cols x 2) + Max_Var_Size

    添加到 Max_Var_Size 中的字节用于跟踪每个可变列。 此公式假设所有可变长度列均百分之百充满。 如果预计可变长度列占用的存储空间比例较低，则可以按照该比例调整 Max_Var_Size 值，从而对整个表大小得出一个更准确的估计。

    你可以组合 varchar、 nvarchar、 varbinary或 sql_variant 列，使定义的表的总宽度超过 8,060 字节。 对于 varchar、 varbinary或 sql_variant 中的每一列，其长度不能超过 8,000 字节，对于 nvarchar 列，不能超过 4,000 字节。 但是，它们的组合宽度可能超过表中的 8,060 字节限制。

    如果没有可变长度列，请将 Variable_Data_Size 设置为 0。

  6. 计算总的行大小：

    • Row_Size = Variable_Data_Size + Null_Bitmap + 4

    值 4 是数据行的行标题的开销。

  7. 计算每页的行数（每页 8,096 个可用字节）：

    • Rows_Per_Page = 8096 / (Row_Size + 2)

    由于行不跨页，因此每页的行数应向下取整，以达到最接近的完整行。 公式中的数值 2 是计算行数时引入的行大小余量。

  8. 根据指定的 填充因子 计算每页保留的空行数：

    • Free_Rows_Per_Page = 8096 x ((100 - Fill_Factor) / 100) / (Row_Size + 2)

    计算中使用的填充因子为整数值，而不是百分比。 由于行不跨页，因此每页的行数应向下取整，以达到最接近的完整行。 随着填充因子的增长，每个页面上存储的数据越多，页数更少。 公式中的数值 2 是计算行数时引入的行大小余量。

  9. 计算存储所有行所需的页数：

    • Num_Leaf_PagesNum_Rows / (Rows_Per_PageFree_Rows_Per_Page) = -

    估计的页数应向上舍入到最接近的整数。

  10. 计算在叶级别存储数据所需的空间量（每页 8,192 个字节）：

    • Leaf_space_used = 8192 x Num_Leaf_Pages

步骤 2. 计算用于存储索引信息的空间

您可以使用下列步骤估计存储索引的较高级别所需的空间大小：

  1. 指定索引键中固定长度和可变长度列的数量，并计算存储所需的空间：

    索引键列可以包括固定长度和可变长度列。 若要估计内部级别索引行的大小，请计算每组列在索引行中所占据的空间。 列的大小取决于数据类型和长度规定。

    • Num_Key_Cols = 总键列数（固定长度和可变长度）
    • Fixed_Key_Size = 所有固定长度键列的总字节大小
    • Num_Variable_Key_Cols = 可变长度键列数
    • Max_Var_Key_Size = 所有可变长度键列的最大字节大小

  2. 如果索引不统一，则考虑所需的任何唯一器：

    唯一标识符是可为 Null 的可变长度列。 在非唯一索引键值的行中，它是非空且大小为 4 个字节。 此值是索引键的一部分，用于确保每一行都具有唯一的键值。

    • Num_Key_ColsNum_Key_Cols + 1 =
    • Num_Variable_Key_ColsNum_Variable_Key_Cols + 1 =
    • Max_Var_Key_SizeMax_Var_Key_Size + 4 =

    这些修改假定所有值都是非统一的。

  3. 计算 Null 位图大小：

    如果索引键中有允许为 Null 的列，则索引行的一部分将为 Null 位图保留。 计算其大小：

    • Index_Null_Bitmap = 2 + ((索引行中的列数 + 7) / 8)

    仅应使用上述表达式中的整数部分， 而放弃所有余数。

    如果没有可为 Null 的键列，请将 Index_Null_Bitmap 设置为 0。

  4. 计算可变长度数据的大小：

    如果索引中有可变长度列，请确定在索引行中存储这些列需使用的空间：

    • Variable_Key_Size = 2 + (Num_Variable_Key_Cols x 2) + Max_Var_Key_Size

    添加到 Max_Var_Key_Size 中的字节用于跟踪每个可变长度列。 此公式假设所有可变长度列均百分之百充满。 如果预计可变长度列占用的存储空间比例较低，则可以按照该比例调整 Max_Var_Key_Size 值，从而对整个表大小得出一个更准确的估计。

    如果没有可变长度列，请将 Variable_Key_Size 设置为 0。

  5. 计算索引行大小：

    • Index_Row_SizeFixed_Key_SizeVariable_Key_Size = Index_Null_Bitmap + 1（对应于索引行的行标题开销）+ 6（对应于子页 ID 指针） + +

  6. 计算每页索引行数（每页 8,096 个可用字节）：

    • Index_Rows_Per_Page = 8096 / (Index_Row_Size + 2)

    由于索引行不跨页，因此每个页的索引行数应向下舍入到最接近的整行。 公式 2 是用于页面槽位数组中行条目的。

  7. 计算索引中的级别数：

    • Non-leaf_Levels = 1 + log (Index_Rows_Per_Page) (Num_Leaf_PagesIndex_Rows_Per_Page) /

    将此值向上舍入到最接近的整数。 此值不包括聚集索引的叶子级别。

  8. 计算索引中的非叶页的数量：

    • Num_Index_Pages = ∑Level (Num_Leaf_Pages / (Index_Rows_Per_PageLevel))^

      其中，1 <= Level <= Non-leaf_Levels

    将每个被加数向上舍入到最接近的整数。 由于是个简单示例，请考虑使用 Num_Leaf_Pages = 1000 和 Index_Rows_Per_Page = 25 的索引。 叶级别上方的第一个索引级别存储 1,000 个索引行，每个叶页有一个索引行，每个页可以容纳 25 个索引行。 这意味着需要 40 页来存储这 1,000 个索引行。 下一级索引必须存储 40 行。 这意味着它需要两页。 索引的最终级别必须存储两行。 这意味着它需要一页。 这会生成 43 个非叶索引页。 如果将这些数用到前面的公式中，结果如下：

    • Non-leaf_Levels = 1 + log(25) (1000 / 25) = 3

    • Num_Index_Pages = 1000/(25^3)+ 1000/(25^2) + 1000/(25^1) = 1 + 2 + 40 = 43，这是上面的示例中所述的页数。

  9. 计算索引的大小（每页 8,192 个总字节）：

    • Index_Space_Used = 8192 x Num_Index_Pages

步骤 3. 计算值总数

对从前面两个步骤中得到的值求和：

  • 群集索引大小（字节）= Leaf_Space_UsedIndex_Space_used +

此计算不考虑以下条件：

  • 分区：分区的空间开销最小，但计算起来很复杂。 包括这一点并不重要。

  • 分配页：至少有一个 IAM 页用于跟踪分配给堆的页面。 空间开销很小，并且没有算法可以精确地计算将使用多少个 IAM 页面。

  • 大型对象（LOB）值：用于确定用于存储 LOB 数据类型 varchar（max）、 varbinary（max）、 nvarchar（max）、 文本、 ntext、 xml 和 图像 值的确切空间的算法。 只需添加预期LOB的平均大小，乘以Num_Rows，然后将其添加到聚集索引的总大小即可。

  • 压缩：无法预计算压缩索引的大小。

  • 稀疏列：有关稀疏列的空间要求的信息，请参阅 “使用稀疏列”。

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