ナンバーシリーズジェネレータチャレンジソリューション–パート5

したがって、注文が不要な場合、カミルの2番目の解決策は最初の解決策よりも優れているようです。しかし、注文が必要な場合は、その逆です。いずれにせよ、T-SQLソリューションの方が高速です。個人的には、最初の解決策の正しさを信頼しますが、2番目の解決策は信頼しません。

アダム・マハニックによる解決策

Adamの最初のソリューションは、カウンターをインクリメントし続ける基本的なCLR関数でもあります。カミルが行ったようなより複雑な形式化されたアプローチを使用する代わりに、アダムは返される必要がある行ごとにyieldコマンドを呼び出すより単純なアプローチを使用しました。

GetNums_AdamMachanic1と呼ばれるストリーミング関数を定義する最初のソリューションのAdamのCLRコードは次のとおりです。

 using System.Data.SqlTypes; using System.Collections; public部分クラスGetNumsAdam1{[Microsoft.SqlServer.Server.SqlFunction（FillRowMethodName ="GetNums_AdamMachanic1_fill"、TableDefinition ="n BIGINT"）] public static IEnumerable GetNums_AdamMachanic1（SqlInt64 min、SqlInt64 max）{var min_int =min.Value; var max_int =max.Value; for（; min_int <=max_int; min_int ++）{yield return（min_int）; }} public static void GetNums_AdamMachanic1_fill（object o、out long i）{i =（long）o; }}; 

このソリューションは、そのシンプルさにおいて非常にエレガントです。ご覧のとおり、この関数は、要求された範囲の下限と上限を表すminとmaxという2つの入力を受け入れ、nというBIGINT列を持つテーブルを返します。この関数は、min_intおよびmax_intという変数を、それぞれの関数の入力パラメーター値で初期化します。次に、関数はmin_int <=max_intである限りループを実行します。これにより、各反復でmin_intの現在の値の行が生成され、min_intが1ずつ増加します。

プロジェクトにVSでGetNumsAdam1という名前を付け、C：\ Temp \に配置し、次のコードを使用してデプロイしました：

-アセンブリと関数を作成しますDROPFUNCTIONIF EXISTS dbo.GetNums_AdamMachanic1; DROP ASSEMBLY IF EXISTS GetNumsAdam1; GO CREATE ASSEMBLY GetNumsAdam1 FROM'C：\ Temp \ GetNumsAdam1 \ GetNumsAdam1 \ bin \ Debug \ GetNumsAdam .GetNums_AdamMachanic1（@low AS BIGINT =1、@ high AS BIGINT）RETURNS TABLE（n BIGINT）ORDER（n）AS EXTERNAL NAME GetNumsAdam1.GetNumsAdam1.GetNums_AdamMachanic1; GO 

次のコードを使用して、順序が重要でない場合に備えて、集計手法でテストしました。

 SELECT MAX（n）AS mx FROM dbo.GetNums_AdamMachanic1（1、100000000）; 

この実行について、図5に示す計画を取得しました。

図5：dbo.GetNums_AdamMachanic1関数の計画

この計画は、カミルの最初のソリューションで以前に見た計画と非常によく似ており、同じことがそのパフォーマンスにも当てはまります。この実行について、次の時間統計を取得しました：

そしてもちろん、論理的な読み取りは必要ありませんでした。

変数代入手法を使用して、関数を順序でテストしてみましょう：

 DECLARE @n AS BIGINT; SELECT @n =n FROM dbo.GetNums_AdamMachanic1（1、100000000）ORDER BY n; 

この実行について、図6に示す計画を取得しました。

図6：ORDERBYを使用したdbo.GetNums_AdamMachanic1関数の計画

繰り返しになりますが、計画は、カミルの最初のソリューションで以前に見たものと似ています。関数はORDER句を使用して作成されたため、明示的な並べ替えは必要ありませんでしたが、計画には、行が実際に約束どおりに順序付けられて返されることを確認するための作業が含まれています。

この実行について、次の時間統計を取得しました：

2番目のソリューションでは、AdamはCLR部分とT-SQL部分も組み合わせました。アダムがソリューションで使用したロジックについての説明は次のとおりです。

CLRは、2番目の部分の良い答えですが、もちろん最初の問題によって妨げられています。そこで、妥協案として、1から8192の値でハードコードされたT-SQL TVF[GetNums_AdamMachanic2_8192]を作成しました。 GetNums_AdamMachanic2_8192_base]という名前で、「max_base」と「base_add」の2つの列を出力し、次のような行を出力しました。

max_base、base_add
——————
8191、1
8192、8192
8192、16384
…
8192、99991552
257、99997744

これで、単純なループになりました。 CLR出力はT-SQLTVFに送信されます。T-SQLTVFは、ハードコードされたセットの最大「max_base」行のみを返すように設定されています。そして、各行について、値に「base_add」を追加し、それによって必要な数を生成します。ここで重要なのは、論理クロス結合を1つだけ使用してN行を生成でき、CLR関数は1/8192の行を返すだけでよいため、ベースジェネレーターとして機能するのに十分な速度であるということです。」

論理はかなり単純なようです。

GetNums_AdamMachanic2_8192_baseというCLR関数を定義するために使用されるコードは次のとおりです。

 using System.Data.SqlTypes; using System.Collections; public部分クラスGetNumsAdam2{privatestruct row {public long max_base; public long base_add; } [Microsoft.SqlServer.Server.SqlFunction（FillRowMethodName ="GetNums_AdamMachanic2_8192_base_fill"、TableDefinition ="max_base int、base_add int"）] public static IEnumerable GetNums_AdamMachanic2_8192_base（SqlInt64 min、SqlInt64 max）{var min_ var max_int =max.Value; var min_group =min_int / 8192; var max_group =max_int / 8192; for（; min_group <=max_group; min_group ++）{if（min_int> max_int）yield break; var max_base =8192-（min_int％8192）; if（min_group ==max_group &&max_int <（（（max_int / 8192）+ 1）* 8192）-1）max_base =max_int --min_int + 1;イールドリターン（new row（）{max_base =max_base、base_add =min_int}）; min_int =（min_group + 1）* 8192; }} public static void GetNums_AdamMachanic2_8192_base_fill（object o、out long max_base、out long base_add）{var r =（row）o; max_base =r.max_base; base_add =r.base_add; }}; 

VSプロジェクトにGetNumsAdam2という名前を付け、他のプロジェクトと同様にパスC：\Temp\に配置しました。 testdbデータベースに関数をデプロイするために使用したコードは次のとおりです。

-アセンブリと関数を作成しますDROPFUNCTIONIF EXISTS dbo.GetNums_AdamMachanic2_8192_base; DROP ASSEMBLY IF EXISTS GetNumsAdam2; GO CREATE ASSEMBLY GetNumsAdam2 FROM'C：\ Temp \ GetNumsAdam2 \ GetNumsAdam2 \ bin \ Debug \ Get .GetNums_AdamMachanic2_8192_base（@max_base AS BIGINT、@ add_base AS BIGINT）RETURNS TABLE（max_base BIGINT、base_add BIGINT）ORDER（base_add）AS EXTERNAL NAME GetNumsAdam2.GetNumsAdam2.GetNums_AdamMachanic2 

 GetNums_AdamMachanic2_8192_baseを1〜100Mの範囲で使用する例を次に示します。
 
 SELECT * FROM dbo.GetNums_AdamMachanic2_8192_base（1、100000000）; 
 

 このコードは、次の出力を生成します。ここでは省略形で示されています。
 
 max_base base_add -------------------- -------------------- 8191 18192 81928192 163848192 245768192 32768 ... 8192 999669768192 999751688192 999833608192 99991552257 99999744（12208行が影響を受ける）
 

 T-SQL関数GetNums_AdamMachanic2_8192（省略形）を定義したコードは次のとおりです。
 
 CREATE OR ALTER FUNCTION dbo.GetNums_AdamMachanic2_8192（@max_base AS BIGINT、@add_base AS BIGINT）RETURNS TABLEASRETURN SELECT TOP（@max_base）V.i + @add_base AS val FROM（VALUES（0）、（1）、（2）、 （3）、（4）、...（8187）、（8188）、（8189）、（8190）、（8191））AS V（i）; GO 
 

 重要： また、ここで、Kamilの2番目のソリューションについて述べたのと同様に、Adamはここで、TOPフィルターがテーブル値コンストラクターの行の出現順序に基づいて最上位の行を抽出することを前提としていますが、これは実際には保証されません。 TOPをサポートするためにORDERBY句を追加するか、フィルターをWHEREフィルターに変更すると、決定論的なフィルターが得られますが、これにより、ソリューションのパフォーマンスプロファイルが完全に変わる可能性があります。 
 

 最後に、これが最も外側のT-SQL関数dbo.GetNums_AdamMachanic2です。これは、エンドユーザーが一連の番号を取得するために呼び出します。
 
 CREATE OR ALTER FUNCTION dbo.GetNums_AdamMachanic2（@low AS BIGINT =1、@ high AS BIGINT）RETURNS TABLEASRETURN SELECT Y.val AS n FROM（SELECT max_base、base_add FROM dbo.GetNums_AdamMachanic2_8192_base（@low、@high））AS X CROSS APPLY dbo.GetNums_AdamMachanic2_8192（X.max_base、X.base_add）AS YGO 
 

 この関数は、CROSS APPLY演算子を使用して、内部CLR関数dbo.GetNums_AdamMachanic2_8192_baseによって返される行ごとに内部T-SQL関数dbo.GetNums_AdamMachanic2_8192を適用します。
 

 順序が重要でない場合は、最初に集計手法を使用してこのソリューションをテストしましょう。
 
 SELECT MAX（n）AS mx FROM dbo.GetNums_AdamMachanic2（1、100000000）; 
 

 この実行について、図7に示す計画を取得しました。
 

  図7：dbo.GetNums_AdamMachanic2関数の計画 
 

 このテストで次の時間統計を取得しました：
 SQLServer解析およびコンパイル時 ：CPU時間=313ミリ秒、経過時間=339ミリ秒 。
SQLServer実行時間 ：CPU時間=8859ミリ秒、経過時間=8849ミリ秒 。 

 論理的な読み取りは必要ありませんでした。
 

 実行時間は悪くありませんが、使用されるテーブル値コンストラクターが大きいため、コンパイル時間が長くなっていることに注意してください。要求する範囲サイズに関係なく、非常に長いコンパイル時間を支払うことになります。そのため、範囲が非常に狭い関数を使用する場合、これは特に注意が必要です。そして、このソリューションはまだT-SQLソリューションよりも低速です。 
 

 関数を順番にテストしてみましょう：
 
 DECLARE @n AS BIGINT; SELECT @n =n FROM dbo.GetNums_AdamMachanic2（1、100000000）ORDER BY n; 
 

 この実行について、図8に示す計画を取得しました。
 

  図8：ORDERBYを使用したdbo.GetNums_AdamMachanic2関数の計画 
 

 カミルの2番目のソリューションと同様に、計画には明示的な並べ替えが必要であり、パフォーマンスが大幅に低下します。このテストで得た時間統計は次のとおりです。
 実行時間：CPU時間=54891ミリ秒、経過時間=60981ミリ秒 。 

 さらに、コンパイル時間には約3分の1秒という高いペナルティがあります。 
 
結論
 

 多くの人が当初、最高のパフォーマンスを発揮するソリューションはCLRベースのソリューションである可能性が高いと考えていたため、番号シリーズの課題に対するCLRベースのソリューションをテストすることは興味深いことでした。 KamilとAdamは同様のアプローチを使用しました。最初の試みは、カウンターをインクリメントして反復ごとに次の値を持つ行を生成する単純なループを使用し、2番目の試みはCLRとT-SQLの部分を組み合わせたより洗練された試みです。個人的には、KamilとAdamの2番目のソリューションの両方で、非決定論的なTOPフィルターに依存していたという事実に満足していません。また、自分のテストで決定論的なTOPフィルターに変換すると、ソリューションのパフォーマンスに悪影響を及ぼしました。 。いずれにせよ、2つのT-SQLソリューションはCLRソリューションよりもパフォーマンスが高く、行を並べ替える必要がある場合にプランで明示的な並べ替えが行われることはありません。ですから、CLRルートをこれ以上追求することの価値はあまりわかりません。図9に、この記事で紹介したソリューションのパフォーマンスの概要を示します。
 

  図9：時間パフォーマンスの比較 
 

 私にとって、I / Oフットプリントがまったく必要ない場合は、GetNums_AlanCharlieItzikBatchが最適なソリューションであり、I / Oフットプリントが小さいことを気にしない場合は、GetNums_SQKWikiが推奨されます。もちろん、いつの日かMicrosoftがこの非常に便利なツールを組み込みツールとして追加することを常に期待できます。そうすれば、バッチ処理と並列処理をサポートするパフォーマンスの高いソリューションになることを願っています。したがって、この機能改善リクエストに投票することを忘れないでください。また、それがあなたにとって重要である理由についてコメントを追加することもできます。
 

 このシリーズの制作は本当に楽しかったです。その過程で多くのことを学びました。あなたもそうしてくれることを願っています。