SQL Server 數據頁緩沖區的內存瓶頸分析

2024-08-31 00:57:16

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SQL Server會把經常使用到的數據緩存在內存里(就是數據頁緩存)，用以提高數據訪問速度。因為磁盤訪問速度遠遠低于內存，所以減少磁盤訪問量同樣是數據庫優化的重要方面。

當數據頁緩存區出現內存不足，則會出現查詢慢，磁盤忙等等問題。

分析方法：主要是用到性能計數器。

查看如下性能計數器：

1. SQL SERVER:Buffer Manager-Lazy Writes/sec:內存不足則會頻繁調用Lazy Writer把數數據寫入磁盤，此值會經常不為0.

2. SQL SERVER:Buffer Manager-Page life expectancy：內存不足時，此計數器表現為下降趨勢或者一直停留在較低值。

3. SQL SERVER:Buffer Manager-Page reads/sec:內存不足時，則查詢那些經常使用但又沒有緩存在內存里的數據時，就不需要讀取磁盤，這此值表現為持續上升或者停留在較高值。

4. SQL SERVER:Buffer Manager-Stolen pages:Stolen pages通常用于緩存執行計劃，以備重用。內存不足時，SQL Server本身機制會優先清除執行計劃緩存，則此值表現為下降或者較低水平。

查詢當前用戶任務等待：

復制代碼代碼如下:

select * from sys.sysprocesses

如果內存不足則，會看到較多的ASYNC_IO_COMPLETION等待類型。這是因為內存不足時：a.內存和磁盤間會頻繁進行交互,磁盤負載增加 b.需要讀取磁盤上的數據完成查詢，磁盤負載增加。

也就是說這時候磁盤也出現了性能瓶頸，但是這只是“表面”的，我們要結合多個性能指標來認清根本原因是“內存不足”。

確定壓力來源及解決辦法：

通過前的分析，確定了數據頁緩存相關的內存瓶頸。就要分析為什么會這樣及解決辦法。主要分為如下5個方面：

1. 外部壓力

如果OS層面或者其它應用服務需要更多的內存，windows會壓縮Database Pages的內存量。這時內存壓力來自外部?？梢圆榭慈缦滦阅苡嫈灯鞔_定是否是外部壓力：

1. SQL Server:Memory Manager-Total Server Memory:此計數器值會下降。

2. Memory:Available Mbytes:此值會下降到較低水平。

3. 在沒有使用AWE或者Lock page in memory前提下，查看Process:Private Bytes-SqlServer和Process：Working Set-SqlServer，兩者值會有顯著下降。

解決方法：如果非DB專用服務器，則要權衡各個應用服務之間重要性來分配內存或者加大內存。盡量讓服務器只運行SQL Server，成為DB專用服務器。

2. SQL Server自身對Database Page的使用壓力

當Total Server Memory已經達到設定的Max Server Memory或者無法從OS獲得更多內存，但是經常訪問的數據量又遠大于物理內存用于數據緩存的容量時，SQL Server被迫將內存的數據移入又移出，用于完成當前查詢。

觀察如下性能計數器：

1. SQL Server:Memory Manager-Total Server Memory 和 SQL Server:Memory Manager-Target Server Memory兩者值將會相等。但是前者不會大于后者。

2. 將會出現“分析方法”所述之情況。

解決方法：既然SQL Server沒有足夠內存存放Database Page，那就要么增加SQL Server使用的內存量或者減少其使用的內存里。

增加：可以通增加物理內存，啟用AWE等方法。

減少：可以通過橫向擴展，有兩臺或者多臺服務器分別載部分庫;優化相關讀取量較大的語句等。

3. Buffer Pool中的Stolen Memory壓力

正常情況下Buffer Pool中的Stolen Memory不會給Database Pages造成壓力。因為Database Pages有壓力，會觸發Lazy Writes,同時SQL Server 會清理Stolen Memory中的執行計劃緩存。

但是，如果用戶申明了過多的對象，而沒有登出，并且占用內存過多，就會壓縮Database Pages.如：游標，自定義引用的執行計劃等。

解決方法：通常是會表現為a)用戶提交的請求因內存不足無法完成，701錯誤;b)需要壓縮某些clerk的內存量，來完成用戶請求，造成響應延時和緩慢。

通過查詢sys.dm_os_memory_clerks的字段Single_pages_kb，找出是哪個clerk使用了過多內存并分析其原因，然后解決之。

4. Multi-Page的壓力

multi-page跟Buffer Pool共享OS的虛擬地址空間，如果multi-page使用過多內存，就會壓縮Datbase pages。multi-page內存用量一般較小且相對固定，可能發生的情況有：

a. 未開啟AWE的32位SQL Server只有2G地址空間，且用-g啟動參數擴展的MemToLeave的上限。

b. 64位SQL Server調了內存泄露的第三方代碼。

c. 使用帶有大量參數或者較長的”IN”語句

d. 調高了Network Packet Size，大于或等于8KB,并且較多這種連接。

e. 大量復雜XML查詢，或者第三代碼。

解決方法：通過查詢sys.dm_os_memory_clerks的字段multi_pages_kb，找出是哪個clerk使用了過多內存并分析其原因，然后解決之。

作者：Joe.TJ

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