和表值函数连接引发的性能问题分析

表值函数：连接中的潜在挑战

在SQL Server中，表值函数是一种特殊的函数，它可以返回一个表作为结果集。这些函数在编程中类似于其他编程语言中的函数，但它们的返回结果是一个集合，而非单一的数据类型。在数据库调优过程中，当表值函数作为连接的一部分时，可能会遇到一些性能问题。本文将表值函数的定义及其作为连接组件时可能带来的性能挑战。

什么是表值函数？

在SQL Server中，函数是可以返回各种数据类型的代码块，包括简单的数据类型如整数或字符串，也可以返回一个表。根据返回结果的方式，表值函数分为内联用户定义表值函数和用户定义表值函数。

内联表值函数

内联表值函数与普通函数的主要区别在于其返回结果为表形式的数据集合，而非单一数据类型。这类函数在执行时直接返回表结构，例如以下示例（摘自MSDN）：

```sql

CREATE FUNCTION Sales.ufn_CustomerNamesInRegion (@Region nvarchar(50))

RETURNS TABLE AS RETURN (

SELECT DISTINCT s.Name AS Store, a.City

FROM Sales.Store AS s

INNER JOIN Person.BusinessEntityAddress AS bea ON bea.BusinessEntityID = s.BusinessEntityID

INNER JOIN Person.Address AS a ON a.AddressID = bea.AddressID

INNER JOIN Person.StateProvince AS sp ON sp.StateProvinceID = a.StateProvinceID

WHERE sp.Name = @Region

);

```

此函数根据提供的区域名称，返回该区域内的商店及其所在城市的信息。尽管这种函数提供了极大的便利性，但在复杂的查询中，尤其是与其他表的连接操作时，可能会引发性能问题。

用户定义表值函数

用户定义表值函数则需要先在函数开始时定义返回的表结构。然后，通过执行一系列操作来填充这个表结构并返回结果。这种函数的实现更为灵活，但同样可能在连接操作中引发性能问题。当这些函数作为查询的一部分，尤其是在与其他表进行连接时，可能会因为复杂的逻辑处理和数据操作而导致性能下降。

为何连接时会出现性能问题？

表值函数：超越存储过程的细节

在这个充满数据和程序的世界中，我们的需求多种多样，而对于联系信息的处理，是企业级应用中的一个重要环节。想象一下，你正在处理一个大型的联系人数据库，并且需要根据特定的ID检索联系人的详细信息。这正是表值函数发挥作用的地方。接下来，让我们深入了解一下这个名为`ufnGetContactInformation`的表值函数。

让我们看看这个函数的结构和功能。它接受一个参数——联系人ID (`@ContactID`)，并返回一个包含联系人详细信息的数据表 (`@retContactInformation`)。数据表包括联系人的ID、名字、姓氏、职位和联系方式类型等字段。这是一个典型的获取特定信息的数据处理流程。

表值函数与存储过程的差异及其优势

当我们面对数据库操作时，常常会考虑使用表值函数或存储过程。表值函数的一个显著优势在于它可以被用于与其他查询进行联合，而传统的存储过程则无法做到这一点。尤其是当我们将表值函数与Apply操作符结合使用时，可以极大地简化连接操作，提升查询效率。

1. 存储过程的逻辑非常简单，仅仅是一个Select语句，需要参数但无需视图。

2. 存储过程中没有更新操作。

3. 存储过程中没有动态SQL。

4. 存储过程只返回一个结果集。

5. 存储过程的主要目标是生成临时结果集，以供其他查询调用。

关于用户定义的表值函数，它们与内联表值函数之间存在差异。内联表值函数在查询优化阶段表现出类似于视图的特性，它们能参与到查询优化器的优化过程中。例如，内联表值函数可以将筛选条件（Where）推至代数树的底部，这意味着可以先进行Where操作再进行Join，从而利用索引查找降低IO，提高查询性能。

让我们通过一个简单的例子来理解这一优势。假设我们有一个关于狼蚁网站SEO优化代码的情境，需要执行一个涉及表值函数的Join操作。我们可以创建两种类型的表值函数：传统的表值函数和内联表值函数。

创建传统表值函数的示例代码如下：

```sql

-- 创建表值函数

CREATE FUNCTION tvf_multi_Test ()

RETURNS @SaleDetail TABLE (ProductId INT)

AS

BEGIN

INSERT INTO @SaleDetail

SELECT ProductID

FROM Sales.SalesOrderHeader soh

INNER JOIN Sales.SalesOrderDetail sod ON soh.SalesOrderID = sod.SalesOrderID

RETURN

END

```

而内联表值函数的示例代码如下：

```sql

-- 创建内联表值函数

CREATE FUNCTION tvf_inline_Test ()

RETURNS TABLE

AS

RETURN

SELECT ProductID

FROM Sales.SalesOrderHeader soh

INNER JOIN Sales.SalesOrderDetail sod ON soh.SalesOrderID = sod.SalesOrderID

```

现在，我们可以使用相同的查询对这两个表值函数进行Join操作。对于传统表值函数，查询代码可能类似于：

```sql

-- 表值函数做Join

SELECT c.personid, Prod.Name, COUNT() AS 'numer of unit'

FROM Person.BusinessEntityContact c

INNER JOIN dbo.tvf_multi_Test() AS tst ON c.personid = tst.ProductId

INNER JOIN Production.Product prod ON tst.ProductId = prod.ProductID

GROUP BY c.personid, Prod.Name

```而对于内联表值函数，查询代码则略有不同：在实际操作中，我们可能会发现使用内联表值函数进行查询的成本更低，因为它能够更智能地处理查询优化。具体来说，内联表值函数能够更准确地预测扫描的成本，从而选择更优的执行计划。这一点可以通过对比两种方式的IO成本来验证。例如，在某些情况下，使用内联表值函数可以减少不必要的查找操作，从而提高查询效率。深入表值函数：从性能影响与执行计划优化谈起

在SQL Server的数据库环境中，表值函数是一个关键概念。它对数据库的性能和执行计划有着深远的影响。理解其工作原理以及如何优化其性能，对于数据库开发者和管理员来说至关重要。本文将深入表值函数，特别是内联表值函数与常规表值函数之间的差异及其对执行计划的影响。

当我们谈论表值函数时，首先要明白它们与视图类似，可以参与到逻辑执行计划的代数运算中。其中，内联表值函数尤为特别，因为它们允许执行计划完全了解函数内部的细节。这意味着执行计划可以进一步优化，比如知道所涉及的表的索引、相关统计信息等元数据。这使得内联表值函数在执行时可以进一步拆分，如图1所示，执行计划能够精确识别是哪些表参与了运算，从而避免不必要的扫描。

常规的表值函数则有所不同。它们对于执行计划来说是一个“黑箱子”，即执行计划无法了解函数内部的细节，包括统计信息和索引。当表值函数返回的结果集较大时（如图1中的情况），这种不透明性可能导致执行计划的质量下降，从而影响性能。但这也有例外，当表值函数返回的结果极小时，可能对性能没有显著影响。

那么，如何应对这种性能影响呢？在SQL Server中，我们可以通过挖掘执行计划来找出与表值函数进行Join操作的查询。这可以通过使用类似代码清单5的查询来完成，该查询从执行计划缓存中找出与表值函数相关的查询，结果如图2所示。