SQL Server 利用游标解决Tempdb究极竞争-DBA-程序员需知

SQL Server tempdb分配竞争算是DBA老生常谈的问题了,几乎现在所有的DBA都知道多建几个文件来解决/缓解问题.但是深层次的的竞争依旧不可避免.这里给大家剖析下游标在tempdb中的特点使其在一定场景下替代临时表/表变量对象,解决深层次的tempdb竞争问题.

 

在抛出这个不可避免的问题之前我们先简要看下什么是tempdb竞争.

我们拿SQL Server创建一个临时表的过程来描述

1 在系统表中创建表的条目(系统数据页中)

2 分配一个IAM页并找到一个混合区在PFS页中标记

3 分配一个数据页(查看SGAM页,查看PFS页后并更新,更新IAM页)

4 表记录记录到系统表中

 

从上述过程可以看出创建一个简单临时表需要查找,更新一系列的系统表/系统数据页,且当使用完删除临时表时上述操作逆向进行.索引相应的创建/销毁一旦大量并发,内部竞争也就产生了.虽然tempdb的缓存策略一定程度可以缓解相应创建过程的IAM,数据页分配, Sql Server tempdb原理-缓存机制解析实践,但竞争依旧.

可以看到SGAM,PFS等系统页是表创建过程的必经之路,他的分配竞争也就十分明显了.这也就是为什么采用多个数据文件，让系统页(包含系统表)在分散在多个数据文件中的以减轻分配竞争的压力原因.

 

到此也许大家都改猜到了终极问题是什么了,就是对系统对象的操作.连SQL Server大牛Paul Randal都为之头疼的问题.

具体哪些对象呢,我们可以简单测试捕捉下如图1-1

使用SQLQUERYSTRESS捕捉

Code

create table #t
(id int,
str1 varchar(10)
)
---SSMS中开启会话捕捉
SELECT resource_description,* FROM SYS.dm_os_waiting_tasks
WHERE session_id>50

 

                                                     图1-1

可以看到图中tempdb中系统页 2:1:53中发生典型的Pagelatch竞争.我们用dbcc page来看下页的情况如图2-2

Code

dbcc traceon(3604)
go
dbcc page(2,1,53,1)

select OBJECT_NAME(7)----the object_id from dbcc page

 

                                              图2-2

可以看到在系统对象sysallocunits处发生了竞争,当然还有许多其他的系统对象,感兴趣的朋友自行捕捉.

 

大量的针对系统对象表的操作使得tempdb其吞吐难以得到进一步的提升,这个是由系统本身的运作方式引发的,当然面对如此巨量的tempdb使用,就没有别的方式了吗?这时我不能给肯定的答案，但可以给大家一个IT界的流行答案:It depends :)

在介绍游标前,先简单说下面对tempdb竞争中针对系统表竞争的常规处理方式

1 减小针对系统对象的事务大小(如select * into #的使用)

2 减小tempdb的使用频次(看似废话,但实际中的确可能用不到这么多)

3 临时对象中少使用约束造成额外的系统对象负担.

 

好了接下来该说游标了,貌似八竿子打不着的事儿,实际上的确如此,我们只是利用游标的特性在极其特殊的场景下来解决相应问题.

 

也许你已经猜到了,游标是使用tempdb的,归类到worktables中,使用worktables的对象如游标,dbcc checkdb,merge join,exchange spill等等.worktables是tempdb中一种普遍而又特殊的使用方式,他只在SQL Server内部中应用,给它定义为”temporary rowsets”,他的object id是负的,且无需系统表的记录!

 

我们来简单验证说明下

code

use tempdb
checkpoint ---生产环境中慎用

dbcc checkdb(master) –这里采用dbcc checkdb探究worktables
select Description,* from fn_dblog(null,null)

得到的tempdb Log如图 2-1

                                                 图2-1

我们用dbcc page分析此页 可以看到这个是个IAM页如图2-2

code

dbcc traceon(3604)

dbcc page(2,4,104,3)

 

 

                                                  图2-2

我们进而分析IAM分配的数据页,发现他就是一个简单的数据页,不属于任何系统对象如图2-3

Code

dbcc traceon(3604)

dbcc page(2,5,104,3)

 

                                           图2-3

OK,至此联想起游标同样适用worktables,我们可能联想到了一些游标适用的场景居然还可以帮助tempdb缓解竞争.至于何种场景？It depends,大家自己去联想吧,但tempdb遇到相应竞争时我是否可以采用?朋友们自己抉择吧.

最后看图说话如图2-4

Code

--cursor

declare @cur cursor  
set @cur =cursor For select * from tt

--temp table

create table #tt (id int)
insert into #tt select * from tt

 

 

                                                    图2-4

以上叙述是否改变了你对游标的看法呢?程序员朋友们,当DBA告诉你使用tempdb太多时是否考虑换种方式使用tempdb, DBA朋友们,不要轻易告诉程序员们过度使用tempdb.

结语 任何系统的愉快运转都是基于某种状态的平衡.我们需要在复杂环境中的性能瓶颈,资源消耗,相应时间等等因素中找到平衡点.什么样的平衡点? It depends :)

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