SQL SERVER 表分区

1. 概要说明

SQL SERVER的表分区功能是为了将一个大表（表中含有非常多条数据）的数据根据某条件（仅限该表的主键）拆分成多个文件存放，以提高查询数据时的效率。创建表分区的主要步骤是

1、确定需要以哪一个字段作为分区条件；

2、拆分成多少个文件保存该表；

3、分区函数（拆分条件）；

4、分区方案（按拆分函数拆分后需要对应到哪些文件组中去）。

不是企业版的sql server不支持分区；

参考：SQL SERVER 表分区实施步骤_sqlserver表分区步骤_Henry_Wu001的博客-CSDN博客

sql server 分区表 性能 sqlserver分区表实战_mob6454cc77db30的技术博客_51CTO博客

（0.1）SQL Server分区介绍
在SQL Server中，数据库的所有表和索引都视为已分区表和索引，默认这些表和索引值包含一个分区；也就是说表或索引至少包含一个分区。SQL Server中数据是按水平方式分区，是多行数据映射到单个分区。已经分区的表或者索引，在执行查询或者更新时，将被看作为单个逻辑实体；简单说来利用分区将一个表数据分多个表来存储，对于大数据量的表，将表分成多块查询，若只查询某个分区数据将降低消耗提高效率。需要注意的是单个索引或者表的分区必须位于一个数据库中。在使用大量数据管理时，SQL Server使用分区可以快速访问数据子集，减少io提高效率。

同时不同分区可以存放在不同文件组里，文件组若能存放在不同逻辑磁盘上，则可以实现io的并发使用以提高效率

（0.2）SQL Server分区创建概述
创建分区函数：确定分区方式和界点
创建分区架构：将分区函数指定的分区映射到文件组
新建分区表
索引分区知识详解
（0.3）SQL Server分区管理概述
拆分分区（split）
合并分区（merge）
切换分区（switch）
$PARTION

【1】创建表分区
未分区的表，相当于只有一个分区，只能存储在一个FileGroup中；对表进行分区后，每一个分区都存储在一个FileGroup，或分布式存储在不同的FileGroup中。对表进行分区的过程，实际上是将逻辑上完整的一个表，按照特定的字段拆分成多个分区，分散到相同或不同的FileGroup中，每一个部分叫做表的一个分区（Partition），一个分区实际上是一个独立的，内部的物理表。也就是说，分区表在逻辑上是一个表，而在物理上是多个完全独立的表。

分区（Partition）的特性是：

每一个Partition在FileGroup中都独立存储，分区之间是相互独立的
每一个parititon都属于唯一的表对象，
每一个Partition 都有唯一的ID，
每一个Partition都有一个编号（Partition Number），同一个表的分区编号是唯一的，从1开始递增；

Step0，准备工作：构建文件组和文件
登录后复制 
--添加文件组
alter database testSplit add filegroup db_fg1

--添加文件到文件组
alter database testSplit add file 
(name=N'ById1',filename=N'J:\Work\数据库\data\ById1.ndf',size=5Mb,filegrowth=5mb)
to filegroup db_fg1
 

一，新建分区表分为三步

Step1， 创建分区函数
要先创建函数

分区函数的作用是提供分区字段的类型和分区的边界值，进而决定分区的数量

CREATE PARTITION FUNCTION [pf_int](int) 
AS RANGE LEFT 
FOR VALUES (10, 20)
 

分区函数pf_int 的含义是按照int类型分区，分区的边界值是10，20，left表示边界值属于左边界。两个边界值能够分成三个分区，别是(-infinite，10],（10，20],(20,+infinite)。

Step2，创建分区架构（Scheme）
再创建架构、应用函数

分区架构的作用是为Parition分配FileGroup，在逻辑上，Partition Scheme和FileGroup是等价的，都是数据存储的逻辑空间，只不过Partition Scheme指定的是多个FileGroup。

CREATE PARTITION SCHEME [ps_int] 
AS PARTITION [pf_int] 
TO ([PRIMARY], [db_fg1], [db_fg1])
 

不管是在不同的FileGroup中，还是在相同的FileGroup中，分区都是独立存储的。

分区scheme的所有分区都存储到相同的文件组中：

CREATE PARTITION SCHEME [ps_int] 
AS PARTITION [pf_int] 
ALL TO ([PRIMARY])

 

Step3，新建分区表
新建分区表，实际上是在创建Table时，使用on子句指定数据存储的逻辑位置是分区架构（Partition Scheme）

create table dbo.dt_test
(
    ID int,
    code int
)
on [ps_int] (id)
 

查看分区编号（Partition Number）
分区编号（Partition Number） 从1开始，从最左边的分区向右依次递增+1，边界值最小的分区编号是1，

例如，对于以下分区函数：

CREATE PARTITION FUNCTION pf_int_Left (int)
AS 
RANGE LEFT 
FOR VALUES (10,20);

分区的边界值（Boundary Value）是10，20， 边界值属于左边界（Range Left），该分区函数 pf_int_Left 划分了三个分区（Partition），范围区间是：(-infinite,10], (10,20], (20,+infinite)，（小括号表示不包括边界值，中括号表示包括边界值），系统分配的分区编号分别是：1，2，3。用户可以通过使用$Partition函数 查看分区编号，调用语法格式是：
$Partition.Partition_Function(Partition_Column_Value)

例如，通过$Partition函数 查看分区列值为21时，该行数据所在的分区编号：

select $Partition.pf_int_left(21)

由于分区列值是21， 属于范围(20,+infinite)，因此分区编号是：3。

【2】对现有表分区
在SQL Server中，普通表可以转化为分区表，而分区表不能转化为普通表，普通表转化成分区表的过程是不可逆的，将普通表转化为分区表的方法是：

在分区架构（Partition Scheme）上创建聚集索引，就是说，将聚集索引分区。

数据库中已有分区函数（partition function） 和分区架构（Partition scheme）：

-- create parition function
CREATE PARTITION FUNCTION pf_int_Left (int)
AS RANGE LEFT 
FOR VALUES (10,20);

--determine partition number
select $Partition.pf_int_left(21)

CREATE PARTITION SCHEME PS_int_Left
AS PARTITION pf_int_Left
TO ([primary], [primary], [primary]);
如果在普通表上存在聚集索引，并且聚集索引列是分区列，那么重建聚集索引，就能使表转化成分区表。聚集索引的创建有两种方式：使用clustered 约束（primary key 或 unique约束）创建，使用 create clustered index 创建。

【2.1】在分区架构（Partition Scheme）上，创建聚集索引
如果聚集索引是使用 create clustered index 创建的，并且聚集索引列就是分区列，使普通表转换成分区表的方法是：删除所有的 nonclustered index，在partition scheme上重建clustered index

1，表dbo.dt_partition的聚集索引是使用 create clustered index 创建的，

create table dbo.dt_partition
(
ID int,
Code int
)

create clustered index cix_dt_partition_ID 
on dbo.dt_partition(ID)

2，从系统表Partition中，查看该表的分区只有一个

select *
from sys.partitions p 
where p.object_id=object_id(N'dbo.dt_partition',N'U')

3，使用partition scheme，重建表的聚集索引

create clustered index cix_dt_partition_ID 
on dbo.dt_partition(ID)
with(drop_existing=on)
on PS_int_Left(ID)

4，重建聚集索引之后，表的分区有三个

select *
from sys.partitions p 
where p.object_id=object_id(N'dbo.dt_partition',N'U')

【2.4】普通表=》分区表，不可逆
普通表转化成分区表的过程是不可逆的，普通表能够转化成分区表，而分区表不能转化成普通表。

普通表存储的Location是FileGroup，分区表存储的Location是Partition Scheme，在SQL Server中，存储表数据的Location叫做Data Space。

通过在Partition Scheme上创建Clustered Index ，能够将已经存在的普通表转化成partition table，但是，将Clustered index删除，表仍然是分区表，转化过程（将普通表转换成分区表）是不可逆的；

一个Partition Table 是不能转化成普通表的，即使通过合并分区，使Partiton Table 只存在一个Partition，这个表的仍然是Partition Table，这个Table的Data Space 是Partition Scheme，而不会转化成File Group。

从 sys.data_spaces 中查看Data Space ，共有两种类型，分别是FG 和 PS。

FG是File Group，意味着数据表的数据存储在File Group分配的存储空间，一个Table 只能存在于一个FileGroup中。PS 是Partition Scheme，意味着将数据分布式存储在不同的File Groups中，存储数据的File Group是根据Partition column值的范围来分配的。对于分区表，SQL Server从指定的File Group分配存储空间，虽然一个Table只能指定一个Partition Scheme，但是其数据却分布在多个File Groups中，这些File Groups由Partition Scheme指定，可以相同，也可以不同。
【3】分区切换
在SQL Server中，对超级大表做数据归档，使用select和delete命令是十分耗费CPU时间和Disk空间的；

SQL Server必须记录相应数量的事务日志，而使用switch操作归档分区表的老数据，十分高效，switch操作不会移动数据，只是做元数据的置换；

因此，执行分区切换操作的时间是非常短暂的，几乎是瞬间完成，但是，在做分区切换时，源表和靶表必须满足一定的条件：

表的结构相同：列的数据类型，可空性（nullability）相同；
索引结构必须相同：索引键的结构，聚集性，唯一性，列的可空性必须相同；
主键约束：如果源表存在主键约束，那么靶表必须创建等价的主键约束；
唯一约束：唯一约束可以使用唯一索引来实现；
索引键的结构：索引键的顺序，包含列，唯一性，聚集性都必须相同；
存储的数据空间（data space）相同：源表和靶表必须创建在相同的FileGroup或Partition Scheme上；
分区切换是将源表中的一个分区，切换到靶表（target_table）中，靶表可以是分区表，也可以不是分区表，switch操作的语法是：

ALTER TABLE schema_name . table_name 
SWITCH [ PARTITION source_partition_number_expression ]
TO target_table  [ PARTITION target_partition_number_expression ]

【3.2】源表和目标表的结构必须相同
1，数据列的可空性必须相同（nullability）

2，数据列的数据类型必须相同

1，数据列的可空性必须相同（nullability）

【3.5】交换分区：总结
在执行分区操作时，要求源表和靶表必须满足：

表的结构相同：列的数据类型，可空性（nullability）相同；
索引结构必须相同：索引键的结构，聚集性，唯一性，列的可空性必须相同；
主键约束：如果源表存在主键约束，那么靶表必须创建等价的主键约束；
唯一约束：唯一约束可以使用唯一索引来实现；
索引键的结构：索引键的顺序，包含列，唯一性，聚集性都必须相同；
存储的数据空间（data space）相同：源表和靶表必须创建在相同的FileGroup或Partition Scheme上；
 

（1）时间分区
代码：现有表转成分区表

--  创建测试数据，测试表  part_test
use test1;
if object_id('part_test' ) is not null
    drop table part_test;
;with t1 as (
select 1 as id,1 as num ,cast('2021-01-01 00:01:01' as datetime) as day_info
union all
select id+1 ,num+1 ,dateadd(day,1,day_info) from t1
where id<=1000000
)
select * into part_test from t1  option(maxrecursion 0)

-- 分区函数
CREATE PARTITION FUNCTION [pf_datetime](datetime) 
AS RANGE LEFT for values(
'2021-01-01' ,
'2022-01-01' ,
'2023-01-01' ,
'2024-01-01' ,
'2025-01-01' ,
'2026-01-01' ,
'2027-01-01' ,
'2028-01-01' ,
'2029-01-01' ,
'2030-01-01' ,
'2031-01-01' ,
'2032-01-01' ,
'2033-01-01' ,
'2034-01-01' ,
'2035-01-01' ,
'2036-01-01' ,
'2037-01-01' ,
'2038-01-01' ,
'2039-01-01' ,
'2040-01-01' ,
'2041-01-01' ,
'2042-01-01' ,
'2043-01-01' ,
'2044-01-01' ,
'2045-01-01' ,
'2046-01-01' ,
'2047-01-01' ,
'2048-01-01' 
);

-- 分区架构 
CREATE PARTITION SCHEME [ps_datetime] 
AS PARTITION [pf_datetime] 
ALL TO ([PRIMARY])

-- 创建聚集索引和耳机索引
create clustered index PIX_id on part_test(id)
create index ix_dayinfo on part_test(day_info)

-- 查看是否还有二级索引 
-- sp_help part_test

-- 删掉二级索引，重建聚集索引并应用分区架构
drop index ix_dayinfo on  part_test

-- 重建聚集索引=》现有表改成分区表，分区列必须是在主键内，比如这里的 day_info 就必须在主键内
create clustered index PIX_id
on dbo.part_test(ID,day_info)
with(drop_existing=on)
on [ps_datetime](day_info)

--创建索引对齐分区索引
create index id_p_num on part_test(num) on [ps_datetime](day_info)
create index id_p_dayinfo on part_test(day_info) on [ps_datetime](day_info)

select * from part_test where day_info='2021-01-11 00:01:01.000'

-- 拆分分区（最末尾）
-- 在分区函数中新增一个边界值，即可将一个分区变为2个。一般边界值默认是 left ；放到最前或者最后来拆分就是新增分区
alter partition function pf_datetime()
split range('2049-01-01')  --将第二个分区拆为2个分区

-- 归档到历史表
alter table bigorder switch partition 1 to <同表结构、默认值、null约束一致的表>