表结构修改的内幕

经常会人有这样问我：DBA，我需要修改表结构，你评估一下。往往针对不同的修改，都需要去审核和给出建议。表结构修改的类型是很多种，下文总结一些基本的点。

并不是任何一个ALTER TABLE操作都需要将所有的数据行修改一遍。ALTER TABLE三种基本的实现方式：

• 只修改元数据
• 为了保证修改的兼容性需要验证每一行数据，然后只修改元数据
• 物理性的修改每一行

很多时候，SQL Server只需要通过修改元数据去完成表结构的修改，而不需要修改行数据。比如：

• 删除列
• 新增允许为NULL的列
• 不允许为NULL的列修改成允许为NULL的列
• 变长列增加宽度

需要注意：删除列只修改元数据，也就意味着列所使用的存储空间不会被回收。可以通过在表上创建或重建聚集索引来回收，或ALTER TABLE REBUILD来回收。

有些修改表结构的操作只需要验证被修改的数据，然后修改元数据，而不需要修改实际数据。例如：

• NULL列修改为非NULL列，需要验证所有数据是否有NULL值存在。如果有，则修改失败。
• 减少变长列的宽度，需要验证所数据是否符合新的宽度。不符合，则修改失败。
• 减少定长列的宽度，也需要验证所数据是否符合新的宽度。减少定长列的宽度后，只是从逻辑上限制了写入此列的数据范围，但是实际占用仍然是按之前列宽度来计算的。除非重建表，才会将数据缩减为新的较窄的列宽度存储。

如果表的数据量比较大，数据验证也是一种资源敏感型操作，需要一定的时间。

其它的修改表结构的操作，需要物理修改数据。

既然修改了数据，当然还要写事务日志。比如修改列的类型为其它存储格式的类型(如int改成varchar)。

还有一种情况需要注意：增加列的宽度时，实际是增加一个新列，将旧列的数据复制到新列，原来列仍然会存在。

CREATE TABLE change
(col1 smallint, col2 char(10), col3 char(5));
go
SELECT c.name AS column_name, column_id, max_inrow_length, pc.system_type_id, leaf_offset
 FROM sys.system_internals_partition_columns pc
 JOIN sys.partitions p
 ON p.partition_id = pc.partition_id
 JOIN sys.columns c
 ON column_id = partition_column_id
 AND c.object_id = p.object_id
WHERE p.object_id=object_id(‘change‘);
go
ALTER TABLE change
 ALTER COLUMN col1 int;
 go
 SELECT c.name AS column_name, column_id, max_inrow_length, pc.system_type_id, leaf_offset
 FROM sys.system_internals_partition_columns pc
 JOIN sys.partitions p
 ON p.partition_id = pc.partition_id
 JOIN sys.columns c
 ON column_id = partition_column_id
 AND c.object_id = p.object_id
WHERE p.object_id=object_id(‘change‘);
go

在上面中示例中，将列col1从smallint修改为int后，col1的偏移量从4变成21。(4,6]区间仍然存原来的smallint列，修改后的列从21开始。

删除列，不会实际删除数据，只是修改元数据，所以原来列还占据行容量(最大行容量=8KB-96B(行头)-36B(行偏移矩阵最小值)=8060)。如果列的宽度总合超过了最大行容量，则会报错。

CREATE TABLE bigchange
(col1 smallint, col2 char(2000), col3 char(1000));
ALTER TABLE bigchange
 ALTER COLUMN col2 char(3000);
--上面修改成功执行，下面的修改会失败
Msg 1701, Level 16, State 1, Line 1
Creating or altering table ‘bigchange‘ failed because the minimum row size would be 9009, including 7 bytes of internal overhead. This exceeds the maximum allowable table row size of 8060 bytes.

第一次修改后行容量=2+2000+1000+3000=60002，第二次修改需要的容量：2+2000+1000+3000+3000+7=9009超过了8060，报错。修改表时不允许超过8060，但是在创建表时可以超过此限制：

CREATE TABLE nochange
(col1 smallint, col2 char(3000), col3 char(1000), col4 char(3000));

增加新列时，新列会使用新的更大的列号(column_id)，SQL Server输出字段时的顺序是使用列的逻辑顺序，也就是column_id从小到大。所以如果需要按特定顺序输出列，可以：

• 不要使用Select *，Select中指定需要的列顺序
• 创建一个视图并在视图中指定列顺序，然后Select * from 视图
• 创建一个新表，将原表的数据导入新表，删除旧表，交换表名

引用：

《Microsoft SQL Server Internals》