Почему Sql Server выбрал поиск в индексе вместо того, чтобы
сканировать его?
Дело здесь в сочетании двух факторов:
- наличие индекса, в котором нужный для поиска столбец является
ключевым и лидирующим
- использование в качестве шаблона поиска функции
LIKE
скалярного
выражения с участием переменной
Если вы уверены, что поиск по индексу вам не пригодится, то указание FORCESCAN
- одно из возможных решений, но в данном случае, вероятно, не самое лучшее. Дело в том, что в плане запроса есть оператор Sort. И если, как вы пишете, на операторе Nested Loops у вас
Актуально 16 000, ожидаемо 400 000.
(оптимизатор переоценил количество строк), то скорее всего для выполнения запроса выделяется избыточное количество памяти. Попробуйте добавить OPTION (RECOMPILE)
к запросу, тогда оптимизатор сможет использовать сканирование, плюс оценка (и выделение памяти) станут, возможно, адекватнее.
Либо, если существующий индекс не используется для других целей, то вообще создать вместо него
CREATE INDEX IX_Folder_Storage_id ON [Folder] ([Storage_id])
INCLUDE ([paths], [Name]);
тогда оптимизатор будет использовать сканирование индекса, как вы и хотите, плюс из плана запроса пропадёт сортировка.
Ниже некоторые подробности.
Возьмём из исходного запроса самое интересное
DECLARE @pattern nvarchar(255) = '815';
SELECT [Name]
FROM [Folder]
WHERE [Name] LIKE '%' + @pattern + '%';
Действительный план такого запроса выглядит следующим образом:

|--Nested Loops(Inner Join, OUTER REFERENCES:([Expr1007], [Expr1008], [Expr1009]))
|--Compute Scalar(DEFINE:([Expr1007]=LikeRangeStart(N'%'+[@pattern]+N'%'),
| | [Expr1008]=LikeRangeEnd(N'%'+[@pattern]+N'%'),
| | [Expr1009]=LikeRangeInfo(N'%'+[@pattern]+N'%')))
| |--Constant Scan
|
|--Index Seek(OBJECT:([Simple].[dbo].[Folder].[IX_Folder_Name])
SEEK:([Simple].[dbo].[Folder].[Name] > [Expr1007]
AND [Simple].[dbo].[Folder].[Name] < [Expr1008])
WHERE:([Simple].[dbo].[Folder].[Name] like N'%'+[@pattern]+N'%')
ORDERED FORWARD)
т.е. SqlServer выполняет поиск, локализуя его в области, границы которой определяются динамически с помощью внутренних функций LikeRangeStart и LikeRangeEnd. Поиск в индексе по диапазону ключевых значений фактически является частичным сканированием (часто так и говорят partial scan или range scan).
Такой шаблон является специальным. Операторы Constan Scan, Compute Scalar и Nested Loops являются дополнительными и добавляются на этапе пост-оптимизационного преобразования (т.н. post-optimization rewrite). Этот шаблон (и другие ему подобные) хорошо описан здесь. К тому, что можно найти в статье по ссылке хотелось бы, применительно к данному случаю, добавить следующее.
При использовании локальных переменных оптимизатор может прибегать к упрощённым оценкам селективности предикатов (см. здесь, раздел Avoid use of local variables in queries).
Так, например, на тестовой таблице
CREATE TABLE [Folder] ([Name] nvarchar(260) NOT NULL, [Filler] binary(400));
содержащей 100 тыс. строк
WITH Nums(N) AS (
SELECT TOP (100000) ROW_NUMBER() OVER (ORDER BY @@SPID)
FROM sys.all_columns a, sys.all_columns b
)
INSERT INTO [Folder] WITH (TABLOCKX) ([Name])
SELECT
REPLICATE(CONVERT(nvarchar(200), CAST(N AS binary(4)), 2), 25)
FROM Nums;
с индексом на столбце Name
CREATE INDEX IX_Folder_Name ON [Folder] ([Name]);
запрос вернул мне следующие метрики и оценки производительности:

разбег оценочного количества строк с действительным составил более двух порядков.
Если посмотреть (с помощью флага трассировки 2363) источник этой оценки, то можно увидеть
Plan for computation:
CSelCalcFixedFilter (0.09)
Selectivity: 0.09
Stats collection generated:
CStCollFilter(ID=2, CARD=9000)
CStCollBaseTable(ID=1, CARD=100000 TBL: Folder)
что для расчёта селективности используется калькулятор CSelCalcFixedFilter (т.е. оценка селективности в данном случае есть величина постоянная). Использование табличной подсказки FORCESCAN
на метод расчёта оценки не влияет, оставляя селективность постоянной равной 9% от общего количества строк в таблице.
Ещё один негативный момент заключается в том, что в этом шаблоне оператор поиска в индексе, по-видимому, не может быть параллельным. Если заставить оптимизатор генерировать параллельный план, то получается довольно бесполезная конструкция

Впрочем, если бы даже оператор Index Seek в этом плане и мог быть параллельным, то выгода от этого была бы сомнительна, т.к. с параллелизмом на внутренней (inner) стороне Nested Loops есть определённые проблемы (см. здесь, раздел A Note about Parallel Nested Loops).
Возьмём теперь тот же самый запрос, но предикат будет не с переменной, а с литералом:
SELECT [Name]
FROM [Folder]
WHERE [Name] LIKE '%815%';
Действительный план запроса получился такой:

|--Index Scan(OBJECT:([Simple].[dbo].[Folder].[IX_Folder_Name]),
WHERE:([Simple].[dbo].[Folder].[Name] like N'%815%'))
у меня он не параллельный, т.к. строк в таблице не много, но в данном случае всё примитивно и никаких препятствий для параллелизма нет. Интереснее, впрочем, оценочное количество строк

в сравнении с действительным количеством это уже величины одного порядка.
Если посмотреть источник этой оценки, то можно увидеть
Plan for computation:
CSelCalcTrieBased
Column: QCOL: [Simple].[dbo].[Folder].Name
Selectivity: 0.000107411
Stats collection generated:
CStCollFilter(ID=2, CARD=10.7411)
CStCollBaseTable(ID=1, CARD=100000 TBL: Folder)
что она не фиксированная, а рассчитана с помощью CSelCalcTrieBased (калькулятор селективности на основе префиксного дерева).
Представленные выше результаты получены на SqlServer 2014. В SqlServer 2008 оценка для предиката LIKE
с литералом получилась (после UPDATE STATISTICS ... WITH FULLSCAN
) идентичной

А оценка для предиката с переменной получилась похожей

но всё же несколько отличающейся, что ожидаемо, т.к. Cardinality Estimator в SqlServer 2014 претерпел изменения (отличия могут быть даже в минорных версиях одного релиза).
Флаг трассировки 2363 появился лишь в SqlServer 2014, поэтому в SqlServer 2008 нет возможности так же легко посмотреть источники оценок селективности. Некоторую информацию, впрочем, можно добыть с помощью отладчика.
Судя по стеку вызовов, в SqlServer 2008 для оценки селективности фильтра LIKE
с литералом так же используется префиксное дерево (CTrieInMem):
(call-stack)
sqlservr!OptimizerUtil::ProbLikeGuess
sqlservr!CTrieInMemCore::UlCountLikeStrings
sqlservr!CTrieInMemCore::FFilterLike+0x2af
sqlservr!CTrieInMem::FFilterLike+0x2e
sqlservr!CInMemHistogram::FFilterLike+0x5d
sqlservr!CScaOp_Intrinsic::FCalcSelectivity+0x47c0
sqlservr!CalculateFilter+0x72
sqlservr!CSelContext::CalculateSelectivity+0x37e
sqlservr!GroupCard+0x736
sqlservr!CLogOp_Select::DeriveCardinality+0x587
...
а для для оценки селективности фильтра LIKE
с переменной используется какое-то предположение (ProbLikeGuess)
(call-stack)
sqlservr!OptimizerUtil::ProbLikeGuess
sqlservr!CScaOp_Intrinsic::FCalcSelectivity+0x6023
sqlservr!CalculateFilter+0x72
sqlservr!CSelContext::CalculateSelectivity+0x37e
sqlservr!GroupCard+0x736
sqlservr!CLogOp_Select::DeriveCardinality+0x587
...
по-видимому на основе вектора плотности
(call-tree)
sqlservr!CLogOp_Select::DeriveCardinality+0x587
sqlservr!GroupCard+0x736
sqlservr!CSelContext::CalculateSelectivity+0x37e
sqlservr!CalculateFilter+0x72
sqlservr!CScaOp_Intrinsic::FCalcSelectivity+0x34b
sqlservr!CScaOp_Identifier::FCalcSelectivity+0x44a
sqlservr!CInMemHistogram::CardGetStepTotal
sqlservr!CScaOp_Identifier::FCalcSelectivity+0x47a
sqlservr!CDensityGroup::FFindDensityByPvr
...
Резмируем вышесказанное. Неадекватные оценки могут быть причиной генерации неоптимального плана запроса, медленного его выполнения и/или избыточного выделения ресурсов. Если производительность запроса не устраивает, и причина низкой производительности именно в неадекватности оценок, то (в общем случае) можно попытаться это исправить следующими способами:
обновить статистики на таблицах, участвующих в запросе
добавить к запросу OPTION (RECOMPILE)
(на тяжёлых запросах с
несложным планом чаще всего это приемлемый компромисс)
материализовать часть запроса в #
-таблицу