SQL Server 2016 查詢存儲性能優化小結

SQL Server 2016已經發布了有半年多，相信還有很多小伙伴還沒有開始使用，今天我們來談談SQL Server 2016 查詢存儲性能優化，希望大家能夠喜歡

作為一個DBA，排除SQL Server問題是我們的職責之一，每個月都有很多人給我們帶來各種不能解釋卻要解決的性能問題。

我就多次聽到，以前的SQL Server的性能問題都還好且在正常范圍內，但現在一切已經改變，SQL Server開始糟糕， 瘋狂的事情不能解釋。在這個情況下我介入，分析下整個SQL Server的安裝，最後用一些神奇的調查方法找出性能問題的根源。

但很多時候問題的根源是一樣的：所謂的計劃回歸（Plan Regression），即特定查詢的執行計劃已經改變。昨天SQL Server已經緩存了在計劃緩存裡緩存了一個好的執行計劃，今天就生成、緩存最後重用了一個糟糕的執行計劃——不斷重復。

進入SQL Server 2016後，我就變得有點多余了，以為微軟引進了查詢存儲（Query Store）。這是這個版本最熱門的功能！查詢存儲幫助你很容易找出你的性能問題是不是計劃回歸造成的。如果你找到了計劃回歸，這很容易強制一個特定計劃不使用計劃向導。聽起來很有意思？讓我們通過一個特定的場景，向你展示下在SQL Server 2016裡，如何使用查詢存儲來找出並最終修正計劃回歸。

查詢存儲（Query Store）——我的對手

在SQL Server 2016裡，在你使用查詢存儲功能前，你要對這個數據庫啟用它。這是通過ALTER DATABASE語句實現，如你所見的下列代碼：

CREATE DATABASE QueryStoreDemo
GO

USE QueryStoreDemo
GO

-- Enable the Query Store for our database
ALTER DATABASE QueryStoreDemo
SET QUERY_STORE = ON
GO

-- Configure the Query Store
ALTER DATABASE QueryStoreDemo SET QUERY_STORE
(
 OPERATION_MODE = READ_WRITE, 
 CLEANUP_POLICY = (STALE_QUERY_THRESHOLD_DAYS = 367), 
 DATA_FLUSH_INTERVAL_SECONDS = 900, 
 INTERVAL_LENGTH_MINUTES = 1, 
 MAX_STORAGE_SIZE_MB = 100, 
 QUERY_CAPTURE_MODE = ALL, 
 SIZE_BASED_CLEANUP_MODE = OFF
)
GO

在線幫助為你提供了各個選項的詳細信息。接下來我創建一個簡單的表，創建一個非聚集索引，最後插入80000條記錄。

-- Create a new table
CREATE TABLE Customers
(
 CustomerID INT NOT NULL PRIMARY KEY CLUSTERED,
 CustomerName CHAR(10) NOT NULL,
 CustomerAddress CHAR(10) NOT NULL,
 Comments CHAR(5) NOT NULL,
 Value INT NOT NULL
)
GO

-- Create a supporting new Non-Clustered Index.
CREATE UNIQUE NONCLUSTERED INDEX idx_Test ON Customers(Value)
GO

-- Insert 80000 records
DECLARE @i INT = 1
WHILE (@i <= 80000)
BEGIN
 INSERT INTO Customers VALUES
 (
  @i,
  CAST(@i AS CHAR(10)),
  CAST(@i AS CHAR(10)),
  CAST(@i AS CHAR(5)),
  @i
 )
 
 SET @i += 1
END
GO

為了訪問我們的表，我額創建了一個簡單的存儲過程，傳入value值作為過濾謂語。

-- Create a simple stored procedure to retrieve the data
CREATE PROCEDURE RetrieveCustomers
(
 @Value INT
)
AS
BEGIN
 SELECT * FROM Customers
 WHERE Value < @Value
END
GO

現在我用80000的參數值來執行存儲過程。

-- Execute the stored procedure.
 -- This generates an execution plan with a Key Lookup (Clustered).
 EXEC RetrieveCustomers 80000
 GO

現在當你查看實際的執行計劃時，你會看到查詢優化器已經選擇了有419個邏輯讀的聚集索引掃描運算符。SQL Server並沒有使用非聚集索引，因為這樣沒有意義，由於臨界點。這個查詢結果並沒有選擇性。

現在假設SQL Server發生了些事情（例如重啟，故障轉移），SQL Server忽略已經緩存的計劃，這裡我通過執行DBCC FREEPROCCACHE從計劃緩存裡抹掉每個緩存的計劃來模擬SQL Server重啟（不要在生產環境裡使用！）。

 -- Get rid of the cached execution plan...
 DBCC FREEPROCCACHE
 GO

現在有人再次調用你的存儲過程，這次輸入參數值是1。這次執行計劃不一樣，因為現在在執行計劃裡你會有書簽查找。SQL Server估計行數是1，在非聚集索引裡沒有找到任何行。因此與非聚集索引查找結合的書簽查找才有意義，因為這個查詢是有選擇性的。

現在我再執行用80000參數值的查詢。

-- Execute the stored procedure
EXEC RetrieveCustomers 1
GO

-- Execute the stored procedure again
-- This introduces now a plan regression, because now we get a Clustered Index Scan
-- instead of the Key Lookup (Clustered).
EXEC RetrieveCustomers 80000
GO

當你再次看STATISTICS IO的輸出，你會看到這個查詢現在產生了160139個邏輯讀——剛才的查詢只有419個邏輯讀。這個時候DBA的手機就會響起，性能問題。但今天我們要不同的方式解決——使用剛才啟用的查詢存儲。

當你再次看實際的執行計劃，在你面前你會看到有一個計劃回歸，因為SQL Server剛重用了書簽查找的的計劃緩存。剛才你有聚集索引掃描運算符的執行計劃。這是SQL Server裡參數嗅探的副作用。

讓我們通過查詢存儲來詳細了解這個問題。在SSMS裡的對象資源管理器裡，SQL Server 2016提供了一個新的結點叫查詢存儲，這裡你會看到一些報表。

【前幾個資源使用查詢】向你展示了最昂貴的查詢，基於你選擇的維度。這裡切換到【邏輯讀取次數】。

這裡在你面前有一些查詢。最昂貴的查詢生成了近500000個邏輯讀。這是我們的初始語句。這已經是第一個WOW效果的的查詢存儲：SQL Server重啟後，查詢存儲的數據還是存在的！第2個是你存儲過程裡的SELECT語句。在查詢存儲裡每個捕獲的查詢都有一個標示號——這裡是7。最後當你看報告的右邊，你會看這個查詢的不同執行計劃。

如你所見，查詢存儲捕獲了2個不同的執行計劃，一個ID是7，一個ID是8。當你點擊計劃ID時，SQL Server會在報表的最下面為你顯示估計的執行計劃。

計劃8是聚集索引掃描，計劃7是書簽查找。如你所見，使用查詢存儲分析計劃回歸非常簡單。但你現在還沒結束。你現在可以對指定的查詢強制執行計劃。 現在你知道包含聚集索引掃描的執行計劃有更好的性能。因此現在你可以通過點擊【強制執行計劃】強制查詢7使用執行計劃。

搞定，我們已經解決問題了！

現在當你執行存儲過程（用80000的輸入參數值），在執行計劃裡你可以看到聚集索引掃描，執行計劃只生成419個邏輯讀——很簡單，是不是？絕對不是！！！！

微軟告訴我們只給修正SQL Server性能相關的“新方式”。你只是強制了特定的計劃，一切都還好。這個方法有個大的問題，因為性能問題的根源並沒有解決！這個問題的關鍵是因為書簽查找計劃沒有穩定性。取決於首次執行計劃默認的輸入值，執行計劃因此就被不斷重用。

通常我會建議調整下你的索引設計，創建一個覆蓋索引來保證計劃的穩定性。但強制特定執行計劃只是臨時解決問題——你還是要修正你問題的根源。

小結

不要誤解我：SQL Server 2016裡的查詢存儲功能很棒，可以幫你更容易理解計劃回歸。它也會幫你“臨時”強制特定的執行計劃。但性能調優的目標還是一樣：你要找到問題根源，嘗試解決問題——不要在外面晃蕩！