Manutenção de Vista Indexada em Planos de Execução

Manutenção incremental

Exemplo 1 - Inserção de linha única

CREATE TABLE dbo.T1 
(
    GroupID integer NOT NULL, 
    Value   integer NOT NULL
);
GO
INSERT dbo.T1
    (GroupID, Value)
VALUES
    (1, 1),
    (1, 2),
    (2, 3),
    (2, 4),
    (2, 5);
GO
CREATE VIEW dbo.IV
WITH SCHEMABINDING
AS
SELECT
    T1.GroupID, 
    SumValue = SUM(T1.Value),
    NumRows = COUNT_BIG(*)
FROM dbo.T1 AS T1
WHERE
    T1.GroupID BETWEEN 1 AND 5
GROUP BY 
    T1.GroupID;
GO
CREATE UNIQUE CLUSTERED INDEX cuq
ON dbo.IV (GroupID);

INSERT dbo.T1
    (GroupID, Value)
VALUES
    (3, 6);

1. O operador Table Insert adiciona a nova linha à tabela base. Este é o único operador de plano associado à inserção da tabela base; todos os operadores restantes estão preocupados com a manutenção da visualização indexada.
2. O Eager Table Spool salva os dados da linha inserida no armazenamento temporário.
3. O operador Sequence garante que a ramificação superior do plano seja executada até a conclusão antes que a próxima ramificação da Sequência seja ativada. Neste caso especial (inserindo uma única linha), seria válido remover a Sequência (e os spools nas posições 2 e 4), conectando diretamente a entrada Stream Aggregate à saída do Table Insert. Essa possível otimização não é implementada, portanto, a sequência e os spools permanecem.
4. Este Eager Table Spool está associado ao spool na posição 2 (ele tem uma propriedade de ID de nó primário que fornece esse link explicitamente). O spool reproduz linhas (uma linha no caso atual) do mesmo armazenamento temporário gravado pelo spool primário. Como mencionado acima, os spools e as posições 2 e 4 são desnecessários e são apresentados simplesmente porque existem no modelo genérico para manutenção da visualização indexada.
5. O Stream Aggregate calcula a soma dos dados da coluna Value no conjunto inserido e conta o número de linhas presentes por grupo de chave de visualização. A saída são os dados incrementais necessários para manter a visualização sincronizada com os dados de base. Observe que o Stream Aggregate não tem um elemento Group By porque o otimizador de consulta sabe que apenas um único valor está sendo processado. No entanto, o otimizador não aplica lógica semelhante para substituir as agregações por projeções (a soma de um único valor é apenas o valor em si, e a contagem sempre será um para uma inserção de linha única). Calcular a soma e os agregados de contagem para uma única linha de dados não é uma operação cara, portanto, essa otimização perdida não é motivo de preocupação.
6. A junção relaciona cada alteração incremental calculada a uma chave existente na visualização indexada. A junção é uma junção externa porque os dados recém-inseridos podem não corresponder a nenhum dado existente na visualização.
7. Este operador localiza a linha a ser modificada na visualização.
8. O Compute Scalar tem duas responsabilidades importantes. Primeiro, ele determina se cada alteração incremental afetará uma linha existente na exibição ou se uma nova linha terá que ser criada. Ele faz isso verificando se a junção externa produziu um nulo do lado da visão da junção. Nossa inserção de exemplo é para o grupo 3, que não existe atualmente na exibição, portanto, uma nova linha será criada. A segunda função do Compute Scalar é calcular novos valores para as colunas de exibição. Se uma nova linha deve ser adicionada à exibição, isso é simplesmente o resultado da soma incremental do Stream Aggregate. Se uma linha existente na visualização precisar ser atualizada, o novo valor será o valor existente na linha da visualização mais a soma incremental do Stream Aggregate.
9. Este carretel de mesa ansioso é para proteção de Halloween. É necessário para correção quando uma operação de inserção afeta uma tabela que também é referenciada no lado de acesso a dados da consulta. Tecnicamente, não é necessário se a operação de manutenção de linha única resultar em uma atualização para uma linha de visualização existente, mas permanece no plano de qualquer maneira.
10. O operador final no plano é rotulado como um operador de atualização, mas executará uma inserção ou uma atualização para cada linha recebida, dependendo do valor da coluna "código de ação" adicionada pelo Compute Scalar no nó 8 . De forma mais geral, esse operador de atualização é capaz de inserções, atualizações e exclusões.

• Os dados dos grupos agregados são alterados pela chave clusterizada exclusiva da visualização. Ele calcula o efeito líquido das alterações da tabela base em cada coluna por chave.
• A junção externa conecta as alterações incrementais por chave às linhas existentes na visualização.
• A computação escalar calcula se uma nova linha deve ser adicionada à visualização ou uma linha existente atualizada. Ele calcula os valores finais da coluna para a operação de inserção ou atualização da exibição.
• O operador de atualização de visualização insere uma nova linha ou atualiza uma existente conforme indicado pelo código de ação.

Exemplo 2 – Inserção de várias linhas

DECLARE
    @Group1 integer = 4,
    @Value1 integer = 7,
    @Group2 integer = 5,
    @Value2 integer = 8;
 
INSERT dbo.T1
    (GroupID, Value)
VALUES
    (@Group1, @Value1),
    (@Group2, @Value2);

1. O Constant Scan fornece os valores a serem inseridos. Anteriormente, uma otimização para inserções de linha única permitia que esse operador fosse omitido.
2. Um operador de filtro explícito agora é necessário para verificar se os grupos inseridos na tabela base correspondem à cláusula WHERE na exibição. Como acontece, ambas as novas linhas passarão no teste, mas o otimizador não pode ver os valores nas variáveis ​​para saber isso com antecedência. Além disso, não seria seguro armazenar em cache um plano que ignorasse esse filtro porque uma reutilização futura do plano poderia ter valores diferentes nas variáveis.
3. Uma classificação agora é necessária para garantir que as linhas cheguem ao Stream Aggregate na ordem do grupo. A classificação foi removida anteriormente porque é inútil classificar uma linha.
4. O Stream Aggregate agora tem uma propriedade "group by", que corresponde à chave clusterizada exclusiva da visualização.
5. Essa classificação é necessária para apresentar linhas em ordem de código de ação, chave de visualização, que é necessária para a operação correta do operador Recolher. Sort é um operador de bloqueio total, portanto, não há mais necessidade de um Eager Table Spool para proteção de Halloween.
6. O novo operador Collapse combina uma inserção e uma exclusão adjacentes no mesmo valor de chave em uma única operação de atualização. Este operador não é realmente necessário neste caso, porque nenhum código de ação de exclusão pode ser gerado (somente inserções e atualizações). Isso parece ser um descuido, ou talvez algo deixado por motivos de segurança. As partes geradas automaticamente de um plano de consulta de atualização podem se tornar extremamente complexas, por isso é difícil saber com certeza.

Exemplo 3 – Atualização de várias linhas

DECLARE 
    @Group1 integer = 1,
    @Group2 integer = 2,
    @Value integer = 1;
 
UPDATE dbo.T1
SET Value = Value + @Value
WHERE GroupID IN (@Group1, @Group2);

1. O novo operador Split transforma cada atualização de linha da tabela base em uma operação separada de exclusão e inserção. Cada linha de atualização é dividida em duas linhas separadas, dobrando o número de linhas após esse ponto no plano. Split faz parte do padrão split-sort-collapse necessário para proteger contra erros de violação de chave exclusiva transitórios incorretos.
2. O Stream Aggregate é modificado para considerar as linhas de entrada que podem especificar uma exclusão ou uma inserção (devido à divisão e determinada por uma coluna de código de ação na linha). Uma linha de inserção contribui com o valor original em agregados de soma; o sinal é invertido para linhas de ação de exclusão. Da mesma forma, o agregado de contagem de linhas aqui conta as linhas de inserção como +1 e as linhas de exclusão como –1.
3. A lógica Compute Scalar também é modificada para refletir que o efeito líquido das alterações por grupo pode exigir uma eventual ação de inserção, atualização ou exclusão na exibição materializada. Na verdade, não é possível que essa consulta de atualização específica resulte na inserção ou exclusão de uma linha nessa exibição, mas a lógica necessária para deduzir isso está além das habilidades de raciocínio atuais do otimizador. Uma consulta de atualização ou definição de exibição ligeiramente diferente pode resultar em uma combinação de ações de inserção, exclusão e atualização de exibição.
4. O operador Collapse é destacado apenas por sua função no padrão split-sort-collapse mencionado acima. Observe que ele só recolhe exclusões e inserções na mesma chave; exclusões e inserções sem correspondência após o Collapse são perfeitamente possíveis (e bastante comuns).

Exemplo 4 – Atualização de várias linhas com junções

CREATE TABLE dbo.E1 (g integer NULL, a integer NULL);
CREATE TABLE dbo.E2 (g integer NULL, a integer NULL);
CREATE TABLE dbo.E3 (g integer NULL, a integer NULL);
GO
INSERT dbo.E1 (g, a) VALUES (1, 1);
INSERT dbo.E2 (g, a) VALUES (1, 1);
INSERT dbo.E3 (g, a) VALUES (1, 1);
GO
CREATE VIEW dbo.V1
WITH SCHEMABINDING
AS
SELECT 
    g = E1.g, 
    sa1 = SUM(ISNULL(E1.a, 0)), 
    sa2 = SUM(ISNULL(E2.a, 0)), 
    sa3 = SUM(ISNULL(E3.a, 0)), 
    cbs = COUNT_BIG(*) 
FROM dbo.E1 AS E1
JOIN dbo.E2 AS E2
    ON E2.g = E1.g
JOIN dbo.E3 AS E3
    ON E3.g = E2.g
WHERE
    E1.g BETWEEN 1 AND 5
GROUP BY
    E1.g;
GO
CREATE UNIQUE CLUSTERED INDEX cuq
ON dbo.V1 (g);

UPDATE dbo.E1 
SET g = g + 1, 
    a = a + 1;

1. A ramificação superior do plano inclui vários operadores Compute Scalar extras. Eles podem ser organizados de forma mais compacta, mas essencialmente estão presentes para capturar os valores de pré-atualização das colunas não agrupadas. O Compute Scalar à esquerda da Table Update captura o valor pós-atualização da coluna "a", com a projeção ISNULL aplicada.
2. Os novos Compute Scalars nesta área do plano calculam o valor produzido pela expressão ISNULL em cada tabela de origem. Em geral, as projeções nas tabelas unidas na exibição serão representadas por Compute Scalars aqui. As classificações nesta área do plano estão presentes apenas porque o otimizador escolheu uma estratégia de junção de mesclagem por motivos de custo (lembre-se, a mesclagem requer entrada classificada por chave de junção).
3. Os dois operadores de junção são novos e simplesmente implementam as junções na definição da visualização. Essas junções sempre aparecem antes do Stream Aggregate que calcula o efeito incremental das alterações na exibição. Observe que uma alteração em uma tabela base pode fazer com que uma linha que costumava atender aos critérios de junção não seja mais unida e vice-versa. Todas essas complexidades em potencial são tratadas corretamente (dadas as restrições de exibição indexada) pelo Stream Aggregate, produzindo um resumo das alterações por chave de exibição após a execução das junções.

Considerações finais

• As alterações da tabela base são aplicadas normalmente; valores de pré-atualização podem ser capturados.
• Um operador de divisão pode ser usado para transformar atualizações em pares excluir/inserir.
• Um spool antecipado salva as informações de alteração da tabela base no armazenamento temporário.
• Todas as tabelas na visualização são acessadas, exceto a tabela base atualizada (que é lida do spool).
• As projeções na visualização são representadas por Compute Scalars.
• Os filtros na visualização são aplicados. Os filtros podem ser inseridos em varreduras ou buscas como resíduos.
• As junções especificadas na visualização são executadas.
• Um agregado calcula as alterações incrementais líquidas agrupadas por chave de visualização em cluster.
• O conjunto de alterações incrementais é unido externamente à visualização.
• Um Compute Scalar calcula um código de ação (inserir/atualizar/excluir na exibição) para cada alteração e calcula os valores reais a serem inseridos ou atualizados. A lógica computacional é baseada na saída da agregação e no resultado da junção externa à visão.
• As alterações são classificadas em ordem de chave de visualização e código de ação e recolhidas para atualizações conforme apropriado.
• Por fim, as alterações incrementais são aplicadas à própria visualização.

DROP VIEW dbo.V1;
DROP TABLE dbo.E3, dbo.E2, dbo.E1;
DROP VIEW dbo.IV;
DROP TABLE dbo.T1;