Verwenden von hierarchyid-Datentypen (Datenbankmodul)

Haupteigenschaften von hierarchyid

Ein Wert des hierarchyid-Datentyps stellt eine Position in einer Strukturhierarchie dar. Werte des Typs hierarchyid verfügen über die folgenden Eigenschaften:

• Äußerst komprimiert

  Die durchschnittliche Zahl der Bits, die erforderlich sind, um einen Knoten in einer Baumstruktur mit n Knoten darzustellen, hängt von der durchschnittlichen Anzahl der Verzweigungen (der durchschnittlichen Anzahl untergeordneter Knoten) eines Knotens ab. Bei wenigen Verzweigungen (0-7) entspricht diese Zahl etwa 6*logAn Bit, wobei A die durchschnittliche Anzahl der Verzweigungen angibt. Ein Knoten in einer 100.000 Personen umfassenden Organisationshierarchie mit durchschnittlich 6 Verzweigungen benötigt etwa 38 Bit. Dieser Wert wird bei der Speicherung auf 40 Bit oder 5 Byte aufgerundet.

• Vergleiche erfolgen in Tiefensuchreihenfolge

  Bei den beiden hierarchyid-Werten a und b, bedeutet a<b, dass beim Durchlaufen der Baumstruktur in der Tiefensuchreihenfolge a vor b kommt. Indizes für hierarchyid-Datentypen verwenden die Tiefensuchreihenfolge, und einander benachbarte Knoten werden bei der Tiefensuchreihenfolge nahe beieinander gespeichert. Ein einem Datensatz untergeordneter Datensatz wird zum Beispiel angrenzend an diesen Datensatz gespeichert.

• Unterstützung willkürlicher Einfüge- und Löschoperationen

  Mithilfe der GetDescendant-Methode ist es immer möglich, rechts oder links von einem gegebenen Knoten einen gleichgeordneten Knoten zu erstellen oder ihn auch zwischen zwei Knoten einzufügen. Die Vergleichseigenschaft bleibt auch dann gewahrt, wenn eine beliebige Anzahl von Knoten in die Hierarchie eingefügt oder aus ihr gelöscht wird. Die meisten Einfüge- und Löschoperationen behalten die Kompaktheitseigenschaft bei. Einfügungen zwischen zwei Knoten erzeugen jedoch hierarchyid-Werte in einer etwas weniger kompakten Darstellung.

Einschränkungen von hierarchyid

Für den hierarchyid-Datentyp gelten folgende Einschränkungen:

• Eine Spalte des Typs hierarchyid stellt nicht automatisch eine Baumstruktur dar. Es ist Aufgabe der Anwendung, hierarchyid-Werte so zu erstellen und zuzuweisen, dass die gewünschte Beziehung anhand der Werte zu erkennen ist. Einige Anwendungen möchten nicht einmal, dass eine Spalte des Typs hierarchyid eine Baumstruktur repräsentiert. Vielleicht sind die Werte Verweise auf Positionen in einer Hierarchie, die in einer anderen Tabelle definiert ist.

• Es ist Aufgabe der Anwendung, die Parallelität zu verwalten, indem sie geeignete hierarchyid-Werte generiert und zuweist. Es gibt keine Garantie dafür, dass die hierarchyid-Werte einer Spalte eindeutig sind, sofern die Anwendung keine Einschränkung für einen eindeutigen Schlüssel verwendet oder selbst dafür sorgt, dass eindeutige Werte erzeugt werden.

• Hierarchische, durch hierarchyid-Werte dargestellte Beziehungen werden nicht wie Fremdschlüsselbeziehungen durchgesetzt. Es ist möglich und manchmal auch angemessen, eine hierarchische Beziehung herzustellen, in der das Element B dem Element A untergeordnet ist, um dann A zu löschen, wodurch B mit einer Beziehung zu einem nicht mehr vorhandenen Datensatz verbleibt. Wenn dieses Verhalten unannehmbar ist, muss die Anwendung vor dem Löschen von Elementen prüfen, ob untergeordnete Elemente vorhanden sind.

Indizierungsstrategien

Für die Indizierung hierarchischer Daten gibt es zwei Strategien:

• Tiefensuche

  Bei einem Tiefensuchindex werden Zeilen in einer Teilstruktur nahe beieinander gespeichert. Zum Beispiel werden alle Mitarbeiter, die einem bestimmten Manager berichten, in der Nähe des Datensatzes dieses Managers gespeichert.

• Breitensuche

  Bei einem Breitensuchindex werden die Zeilen jeder Ebene der Hierarchie zusammen gespeichert. Zum Beispiel werden die Datensätze aller Mitarbeiter, die direkt einem bestimmten Manager berichten, nahe beieinander gespeichert.

Beispiele

Die GetLevel()-Methode kann verwendet werden, um eine Breitensuchreihenfolge zu erstellen. Im folgenden Beispiel werden sowohl Breitensuch- als auch Tiefensuchindizes erstellt:

USE AdventureWorks ; 
GO

CREATE TABLE Organization
   (
    EmployeeID hierarchyid,
    OrgLevel as EmployeeID.GetLevel(), 
    EmployeeName nvarchar(50) NOT NULL
   ) ;
GO

In einem Tiefensuchindex sind alle Knoten in der Teilstruktur eines Knotens zusammen angeordnet. Daher sind Tiefensuchindizes besonders effizient bei der Abfrage von Teilstrukturen, etwa bei Abfragen des Typs "Ermittle alle Dateien in diesem Ordner und seinen Unterordnern".

CREATE CLUSTERED INDEX Org_Breadth_First 
ON Organization(OrgLevel,EmployeeID) ;
GO

CREATE UNIQUE INDEX Org_Depth_First 
ON Organization(EmployeeID) ;
GO

In einem Breitensuchindex sind alle einem Knoten untergeordneten Knoten zusammen angeordnet. Daher sind Breitensuchindizes besonders effizient bei der Abfrage von unmittelbar untergeordneten Elementen, etwa bei Abfragen des Typs "Ermittle alle Angestellten, die direkt diesem Manager berichten".

Ob Sie einen Tiefen- oder Breitensuchindex verwenden und welchen Sie (wenn überhaupt) als Gruppierungsschlüssel definieren, hängt von der relativen Wichtigkeit der oben genanten Abfragetypen ab sowie von der relativen Wichtigkeit von SELECT- gegenüber DML-Operationen. Ein ausführliches Beispiel zu Indizierungsstrategien finden Sie unter Lernprogramm: Verwenden des hierarchyid-Datentyps.

Wann Alternativen zu hierarchyid zu verwenden sind

Zur Darstellung hierarchischer Daten gibt es zwei Alternativen zu hierarchyid. Diese sind:

• Parent-Child

• XML

hierarchyid ist diesen Alternativen im Allgemeinen überlegen. Jedoch gibt es bestimmte, unten aufgelistete Situationen, in denen diese Alternativen wahrscheinlich überlegen sind.

Parent-Child

USE AdventureWorks ;
GO

CREATE TABLE ParentChildOrg
   (
    EmployeeID int PRIMARY KEY,
    ManagerId int REFERENCES ParentChildOrg(EmployeeID),
    EmployeeName nvarchar(50) 
   ) ;
GO

XML

CREATE TABLE XMLOrg 
    (
    Orgid int,
    Orgdata xml
    ) ;
GO

Migrieren von Parent-Child zu hierarchyid

Die meisten Strukturen werden heute mit Parent-Child dargestellt. Der einfachste Weg, eine Parent-Child-Struktur in eine Tabelle zu migrieren, die hierarchyid verwendet, führt über eine temporäre Spalte oder eine temporäre Tabelle, in der die Anzahl der Knoten auf jeder Ebene der Hierarchie festgehalten wird. Ein Beispiel für die Migration einer Parent-Child-Tabelle finden Sie in Lektion 1 von Lernprogramm: Verwenden des hierarchyid-Datentyps.

Transformationen von Abfragen für hierarchyid

Um die Leistung bei Abfragen von Hierarchien zu maximieren, führt SQL Server automatisch drei Transformationen von Abfragen aus, die hierarchyid-Werte betreffen. Das Ergebnis dieser Transformationen ist im Showplan für die transformierten Abfragen zu sehen.

"IsDescendantOf" wird zu einer Bereichssuche transformiert

GetAncestor wird zu einem Bereichsscan und einem Residualprädikat transformiert

SELECT * FROM Employees WHERE EmployeeId.GetAncestor(1) = @value

SELECT * FROM Employees 
WHERE 
   EmployeeId >= @Value AND EmployeeId <= @value.DescendantLimit() 
   AND EmployeeId.GetAncestor(1) = @value

GetAncestor wird in eine Indexsuche transformiert, die den Breitensuchindex verwendet.

SELECT * FROM Employees 
WHERE 
   EmployeeId >=@value AND EmployeeId <= @Value.DescendantLimit() 
   AND @value.GetLevel()+1 = EmployeeId.GetLevel()

Siehe auch

Verweis

Konzepte