Тип varchar(max) часто используется как в обычных, так и во временных таблицах. Да, с ним можно не беспокоиться о длине строк или появления ошибки "Произойдет усечение строковых или двоичных данных" (String or binary data would be truncated).

Но стоит ли использовать varchar(max) повсюду?

Подробнее о varchar(n) вы можете прочитать здесь, а в этой статье мы сравним типы varchar(max) и varchar(n).

Общее описание VARCHAR(max) 

Тип данных varchar(max) появился в SQL Server 2005. Он пришел на смену устаревшим типам для работы с большими бинарным данными (blob): text, ntext и image. Во всех этих типах можно хранить до 2 ГБ данных. Как вы, возможно, знаете, базовой единицей хранения в SQL Server является страница. Размер страницы фиксирован и составляет 8 КБ (8192 байта). Для заголовка страницы используется 96 байта, в остальных 8096 байтах (8192 - 96 байт) можно хранить данные. Но, помимо этого, страница еще содержит таблицу смещения строк (row offset) и на данные остается 8000 байт. Поэтому в varchar(8000) можно хранить до 8000 байт.

Давайте создадим несколько таблиц с varchar(max) и varchar(n) разной допустимой длины.

CREATE TABLE dbo.Employee_varchar_2000
(id           INT IDENTITY PRIMARY KEY, 
 Col1 VARCHAR(2000)
);
 
CREATE TABLE dbo.Employee_Varchar_4500
(id           INT IDENTITY PRIMARY KEY, 
 Col1 VARCHAR(4500)
);
 
CREATE TABLE dbo.Employee_Varchar_8000
(id           INT IDENTITY PRIMARY KEY, 
 Col1 VARCHAR(8000)
);
 
CREATE TABLE dbo.Employee_Varchar_Max
(id           INT IDENTITY PRIMARY KEY, 
 Col1 VARCHAR(MAX)
);

Далее вставим в эти таблицы несколько записей.

INSERT INTO Employee_varchar_2000 (Col1)
SELECT REPLICATE('A', 2000);
 
 
INSERT INTO Employee_varchar_4500 (Col1)
SELECT REPLICATE('A', 4500);
 
INSERT INTO Employee_varchar_8000 (Col1)
SELECT REPLICATE('A', 8000);
 
INSERT INTO Employee_varchar_max (Col1)
SELECT REPLICATE('A', 8000);

Посмотрим длину строк в этих таблицах, используя следующие запросы:

Use SQLShackDemo
go
SELECT LEN(col1) AS columnlength
FROM Employee_varchar_2000;
SELECT LEN(col1) AS columnlength
FROM Employee_varchar_4500;
SELECT LEN(col1) AS columnlength
FROM Employee_varchar_8000;
SELECT LEN(col1) AS columnlength
FROM Employee_varchar_max;

И убедимся, что длина строк равна длине, указанной в определении столбца.

Теперь посмотрим количество страниц, количество строк и единицу распределения (allocation unit) для наших таблиц, используя DMV sys.dm_db_index_physical_stats.

SELECT OBJECT_NAME([object_id]) AS TableName, 
       alloc_unit_type_desc, 
       record_count, 
       page_count, 
       round(avg_page_space_used_in_percent,0) as avg_page_space_used_in_percent , 
       min_record_size_in_bytes, 
       max_record_size_in_bytes
FROM sys.dm_db_index_physical_stats(DB_ID(), NULL, NULL, NULL, 'DETAILED')
WHERE OBJECT_NAME([object_id]) LIKE 'Employee_varchar%';

Данные во всех таблицах хранятся в единице распределения IN_ROW_DATA.

В колонке с varchar(n) нельзя хранить более 8000 байт, но давайте попробуем вставить больше.

INSERT INTO Employee_varchar_8000 (Col1)
SELECT REPLICATE('A', 8001);
 
Go
 
INSERT INTO Employee_varchar_8000 (Col1)
SELECT REPLICATE('A', 10000);

Запрос выполняется успешно, но данные усекаются до 8000 символов. Аналогичное усечение происходит и для таблицы Employee_varchar_max, хотя там тип varchar(max).

Чтобы вставить более 8000 символов в колонку varchar(max) нужно привести значение к типу varchar(max). 

INSERT INTO Employee_varchar_8000 (Col1)
SELECT REPLICATE(CONVERT(VARCHAR(max), 'x'), 8001);

При попытке вставить такую запись в таблицу Employee_varchar_8000 мы получим сообщение об ошибке. В таблицу Employee_varchar_max записи будут успешно вставлены.

Выполним повторно запрос, отображающий информацию о единицах распределения. 

Мы видим, что в таблице Employee_Varchar_Max появилась единица распределения LOB_DATA для хранения данных размером более 8000 байт. В единице распределения IN_ROW_DATA находится указатель на эти данные.

Можно сделать следующие выводы для varchar(max):

1. Если данных меньше или равны 8000 байт, то SQL Server использует страницу IN_ROW_DATA.

2. Если данных больше 8000 байт, то SQL Server использует страницу LOB_DATA.

Сравнение производительности varchar(max) и varchar(n)

Давайте вставим по 10 000 записей в каждую из созданных ранее таблиц и измерим время вставки данных. Для этого можно использовать ApexSQL Generate.

У меня получились следующие результаты:

• Время вставки Employee_varchar_2000 0,08 секунды

• Время вставки Employee_varchar_4500 0,19 секунды

• Время вставки Employee_varchar_8000 0,31 секунды

• Время вставки Employee_varchar_Max 2,72 секунды

Индексы на VARCHAR(N) и VARCHAR(MAX)

Как администратор баз данных вы, скорее всего, не будете иметь возможности изменять структуру таблиц. Однако вы можете создавать индексы.

На колонке varchar(n) можно создать индекс.

CREATE INDEX IX_Employee_varchar_2000_1 
 ON dbo.Employee_varchar_2000(col1)
GO

Попытка сделать то же самое для varchar(max) приведет к ошибке.

CREATE INDEX IX_Employee_varchar_max 
 ON dbo.Employee_varchar_max(col1)
GO

Msg 1919, Level 16, State 1, Line 23 Column ‘col1’ in table ‘dbo.Employee_varchar_max’ is of a type that is invalid for use as a key column in an index.

Хотя столбец varchar(max) можно использовать в качестве включенного  (INCLUDE) в индекс, но искать по нему нельзя. Кроме того, для него потребуется дополнительное место. Поэтому стоит избегать индексов с varchar(max).

Сравнение планов выполнения

Сначала выполним запрос для таблицы Employee_Varchar_2000 и посмотрим  фактический план выполнения.

В фактическом плане выполнения мы видим оператор Index Seek.

Далее запустим такой же запрос для таблицы с varchar(max).

select col1 from Employee_varchar_max where col1 like 'xxxx%'

Здесь уже видим оператор Clustered Index Scan, а он может быть весьма ресурсоемким в зависимости от количества строк в таблице.

Давайте сравним планы, используя Compare Showplan в SSMS. Чтобы сравнить два плана, сохраните один из, щелкнув правой кнопкой мыши на плане, выбрав "Save Execution Plan As…", и указав место сохранения.

В другом плане щелкните правой кнопкой мыши и выберите "Compare Showplan".  Откроется окно, в котором можно выбрать ранее сохраненный план.

На скриншоте ниже показан результат сравнения планов.

• Оценка стоимости процессора (estimated CPU cost) для оператора выборки данных для varchar(max) больше, чем для varchar(2000).

• Для varchar(max) используется оператор Clustered Index Scan — сканируются все записи. Предполагаемое количество строк (estimated number of rows) 10000. В то время как для varchar (2000) используется оператор Index Seek и предполагаемое количество строк составляет 1,96078.

• Предполагаемый размер строки (estimated row size) у varchar(max) 4035 байт, varchar(2000) — 1011 байт. 

Разница между varchar(max) и varchar(n)

Выводы

В этой статье мы поговорили о типе данных varchar(max), а также рассмотрели несколько различий между varchar(max) и varchar(n). Используйте правильные типы данных. Учитывайте схему базы данных, производительность, возможность сжатия и использования индексов. Проанализируйте используемые типы данных в ваших БД и при необходимости измените их, конечно, с тщательным тестированием.

Перевод подготовлен для будущих учащихся на курсе "MS SQL Server Developer". Также приглашаем всех желающих на открытый урок «Основы анализа производительности и оптимизации запросов в MS SQL Server». Тормозит база? Медленно выполняется запрос? На занятии рассмотрим основы анализа производительности и оптимизации запросов в MS SQL Server.