详解C#批量插入数据到Sqlserver中的四种方式

本篇,我将来讲解一下在Sqlserver中批量插入数据。

先创建一个用来测试的数据库和表,为了让插入数据更快,表中主键采用的是GUID,表中没有创建任何索引。GUID必然是比自增长要快的,因为你生成一个GUID算法所花的时间肯定比你从数据表中重新查询上一条记录的ID的值然后再进行加1运算要少。而如果存在索引的情况下,每次插入记录都会进行索引重建,这是非常耗性能的。如果表中无可避免的存在索引,我们可以通过先删除索引,然后批量插入,最后再重建索引的方式来提高效率。

create database CarSYS;
go
use CarSYS;
go
CREATE TABLE Product(
Id UNIQUEIDENTIFIER PRIMARY KEY,
NAME VARCHAR(50) NOT NULL,
Price DECIMAL(18,2) NOT NULL
)

我们通过SQL脚本来插入数据,常见如下四种方式。

方式一:一条一条插入,性能最差,不建议使用。

INSERT INTO Product(Id,Name,Price) VALUES(newid(),'牛栏1段',160);
INSERT INTO Product(Id,Name,Price) VALUES(newid(),'牛栏2段',260);
......

方式二:insert bulk

语法如下:

BULK INSERT [ [ 'database_name'.][ 'owner' ].]{ 'table_name' FROM 'data_file' }
 WITH (
  [ BATCHSIZE [ = batch_size ] ],
  [ CHECK_CONSTRAINTS ],
  [ CODEPAGE [ = 'ACP' | 'OEM' | 'RAW' | 'code_page' ] ],
  [ DATAFILETYPE [ = 'char' | 'native'| 'widechar' | 'widenative' ] ],
  [ FIELDTERMINATOR [ = 'field_terminator' ] ],
  [ FIRSTROW [ = first_row ] ],
  [ FIRE_TRIGGERS ],
  [ FORMATFILE = 'format_file_path' ],
  [ KEEPIDENTITY ],
  [ KEEPNULLS ],
  [ KILOBYTES_PER_BATCH [ = kilobytes_per_batch ] ],
  [ LASTROW [ = last_row ] ],
  [ MAXERRORS [ = max_errors ] ],
  [ ORDER ( { column [ ASC | DESC ] } [ ,...n ] ) ],
  [ ROWS_PER_BATCH [ = rows_per_batch ] ],
  [ ROWTERMINATOR [ = 'row_terminator' ] ],
  [ TABLOCK ],
 )

相关参数说明:

 BULK INSERT
 [ database_name . [ schema_name ] . | schema_name . ] [ table_name | view_name ]
 FROM 'data_file'
 [ WITH
 (
 [ [ , ] BATCHSIZE = batch_size ] --BATCHSIZE指令来设置在单个事务中可以插入到表中的记录的数量
 [ [ , ] CHECK_CONSTRAINTS ] --指定在大容量导入操作期间,必须检查所有对目标表或视图的约束。若没有 CHECK_CONSTRAINTS 选项,则所有 CHECK 和 FOREIGN KEY 约束都将被忽略,并且在此操作之后表的约束将标记为不可信。
 [ [ , ] CODEPAGE = { 'ACP' | 'OEM' | 'RAW' | 'code_page' } ] --指定该数据文件中数据的代码页
 [ [ , ] DATAFILETYPE =
 { 'char' | 'native'| 'widechar' | 'widenative' } ] --指定 BULK INSERT 使用指定的数据文件类型值执行导入操作。
 [ [ , ] FIELDTERMINATOR = 'field_terminator' ] --标识分隔内容的符号
 [ [ , ] FIRSTROW = first_row ] --指定要加载的第一行的行号。默认值是指定数据文件中的第一行
 [ [ , ] FIRE_TRIGGERS ] --是否启动触发器
 [ [ , ] FORMATFILE = 'format_file_path' ]
 [ [ , ] KEEPIDENTITY ] --指定导入数据文件中的标识值用于标识列
 [ [ , ] KEEPNULLS ] --指定在大容量导入操作期间空列应保留一个空值,而不插入用于列的任何默认值
 [ [ , ] KILOBYTES_PER_BATCH = kilobytes_per_batch ]
 [ [ , ] LASTROW = last_row ] --指定要加载的最后一行的行号
 [ [ , ] MAXERRORS = max_errors ] --指定允许在数据中出现的最多语法错误数,超过该数量后将取消大容量导入操作。
 [ [ , ] ORDER ( { column [ ASC | DESC ] } [ ,...n ] ) ] --指定数据文件中的数据如何排序
 [ [ , ] ROWS_PER_BATCH = rows_per_batch ]
 [ [ , ] ROWTERMINATOR = 'row_terminator' ] --标识分隔行的符号
 [ [ , ] TABLOCK ] --指定为大容量导入操作持续时间获取一个表级锁
 [ [ , ] ERRORFILE = 'file_name' ] --指定用于收集格式有误且不能转换为 OLE DB 行集的行的文件。
 )]

方式三:INSERT INTO xx select...

 INSERT INTO Product(Id,Name,Price)
 SELECT NEWID(),'牛栏1段',160
 UNION ALL
 SELECT NEWID(),'牛栏2段',180
 UNION ALL
......

方式四:拼接SQL

INSERT INTO Product(Id,Name,Price) VALUES
(newid(),'牛栏1段',160)
,(newid(),'牛栏2段',260)
......

在C#中通过ADO.NET来实现批量操作存在四种与之对应的方式。

方式一:逐条插入

#region 方式一
 static void InsertOne()
 {
  Console.WriteLine("采用一条一条插入的方式实现");
  Stopwatch sw = new Stopwatch();
  using (SqlConnection conn = new SqlConnection(StrConnMsg)) //using中会自动Open和Close 连接。
  {
  string sql = "INSERT INTO Product(Id,Name,Price) VALUES(newid(),@p,@d)";
  conn.Open();
  for (int i = 0; i < totalRow; i++)
  {
   using (SqlCommand cmd = new SqlCommand(sql, conn))
   {
   cmd.Parameters.AddWithValue("@p", "商品" + i);
   cmd.Parameters.AddWithValue("@d", i);
   sw.Start();
   cmd.ExecuteNonQuery();
   Console.WriteLine(string.Format("插入一条记录,已耗时{0}毫秒", sw.ElapsedMilliseconds));
   }
   if (i == getRow)
   {
   sw.Stop();
   break;
   }
  }
  }
  Console.WriteLine(string.Format("插入{0}条记录,每{4}条的插入时间是{1}毫秒,预估总得插入时间是{2}毫秒,{3}分钟",
 totalRow, sw.ElapsedMilliseconds, ((sw.ElapsedMilliseconds / getRow) * totalRow), GetMinute((sw.ElapsedMilliseconds / getRow * totalRow)), getRow));
 }
 static int GetMinute(long l)
 {
  return (Int32)l / 60000;
 }
 #endregion

运行结果如下:

我们会发现插入100w条记录,预计需要50分钟时间,每插入一条记录大概需要3毫秒左右。

方式二:使用SqlBulk

#region 方式二
 static void InsertTwo()
 {
  Console.WriteLine("使用Bulk插入的实现方式");
  Stopwatch sw = new Stopwatch();
  DataTable dt = GetTableSchema();
  using (SqlConnection conn = new SqlConnection(StrConnMsg))
  {
  SqlBulkCopy bulkCopy = new SqlBulkCopy(conn);
  bulkCopy.DestinationTableName = "Product";
  bulkCopy.BatchSize = dt.Rows.Count;
  conn.Open();
  sw.Start();
  for (int i = 0; i < totalRow;i++ )
  {
   DataRow dr = dt.NewRow();
   dr[0] = Guid.NewGuid();
   dr[1] = string.Format("商品", i);
   dr[2] = (decimal)i;
   dt.Rows.Add(dr);
  }
   if (dt != null && dt.Rows.Count != 0)
   {
   bulkCopy.WriteToServer(dt);
   sw.Stop();
   }
   Console.WriteLine(string.Format("插入{0}条记录共花费{1}毫秒,{2}分钟", totalRow, sw.ElapsedMilliseconds, GetMinute(sw.ElapsedMilliseconds)));
  }
 }
 static DataTable GetTableSchema()
 {
  DataTable dt = new DataTable();
  dt.Columns.AddRange(new DataColumn[] {
 new DataColumn("Id",typeof(Guid)),
 new DataColumn("Name",typeof(string)),
 new DataColumn("Price",typeof(decimal))});
  return dt;
 }
 #endregion

运行结果如下:

插入100w条记录才8s多,是不是很溜。

打开Sqlserver Profiler跟踪,会发现执行的是如下语句:

insert bulk Product ([Id] UniqueIdentifier, [NAME] VarChar(50) COLLATE Chinese_PRC_CI_AS, [Price] Decimal(18,2))

方式三:使用TVPs(表值参数)插入数据

从sqlserver 2008起开始支持TVPs。创建缓存表ProductTemp ,执行如下SQL。

CREATE TYPE ProductTemp AS TABLE(
Id UNIQUEIDENTIFIER PRIMARY KEY,
NAME VARCHAR(50) NOT NULL,
Price DECIMAL(18,2) NOT NULL
)

执行完成之后,会发现在数据库CarSYS下面多了一张缓存表ProductTemp

可见插入100w条记录共花费了11秒多。

方式四:拼接SQL

此种方法在C#中有限制,一次性只能批量插入1000条,所以就得分段进行插入。

#region 方式四
 static void InsertFour()
 {
  Console.WriteLine("采用拼接批量SQL插入的方式实现");
  Stopwatch sw = new Stopwatch();
  using (SqlConnection conn = new SqlConnection(StrConnMsg)) //using中会自动Open和Close 连接。
  {
  conn.Open();
  sw.Start();
  for (int j = 0; j < totalRow / getRow;j++ )
  {
   StringBuilder sb = new StringBuilder();
   sb.Append("INSERT INTO Product(Id,Name,Price) VALUES");
   using (SqlCommand cmd = new SqlCommand())
   {
   for (int i = 0; i < getRow; i++)
   {
    sb.AppendFormat("(newid(),'商品{0}',{0}),", j*i+i);
   }
   cmd.Connection = conn;
   cmd.CommandText = sb.ToString().TrimEnd(',');
   cmd.ExecuteNonQuery();
   }
  }
  sw.Stop();
  Console.WriteLine(string.Format("插入{0}条记录,共耗时{1}毫秒",totalRow,sw.ElapsedMilliseconds));
  }
 }
 #endregion

运行结果如下:

我们可以看到大概花费了10分钟。虽然在方式一的基础上,性能有了较大的提升,但是显然还是不够快。

总结:大数据批量插入方式一和方式四尽量避免使用,而方式二和方式三都是非常高效的批量插入数据方式。其都是通过构建DataTable的方式插入的,而我们知道DataTable是存在内存中的,所以当数据量特别特别大,大到内存中无法一次性存储的时候,可以分段插入。比如需要插入9千万条数据,可以分成9段进行插入,一次插入1千万条。而在for循环中直接进行数据库操作,我们是应该尽量避免的。每一次数据库的连接、打开和关闭都是比较耗时的,虽然在C#中存在数据库连接池,也就是当我们使用using或者conn.Close(),进行释放连接时,其实并没有真正关闭数据库连接,它只是让连接以类似于休眠的方式存在,当再次操作的时候,会从连接池中找一个休眠状态的连接,唤醒它,这样可以有效的提高并发能力,减少连接损耗。而连接池中的连接数,我们都是可以配置的。

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