SQL Server 数据页缓冲区的内存瓶颈分析

数据页缓存是SQL Server的内存使用主要的方面，也是占用量最大的部分。在一个稳定的DB Server上，这部分内存使用会相对较稳定

SQL Server会把经常使用到的数据缓存在内存里(就是数据页缓存)，用以提高数据访问速度。因为磁盘访问速度远远低于内存，所以减少磁盘访问量同样是数据库优化的重要方面。

当数据页缓存区出现内存不足，则会出现查询慢，磁盘忙等等问题。

分析方法：主要是用到性能计数器。

查看如下性能计数器：

1. SQL SERVER:Buffer Manager-Lazy Writes/sec:内存不足则会频繁调用Lazy Writer把数数据写入磁盘，此值会经常不为0.

2. SQL SERVER:Buffer Manager-Page life expectancy：内存不足时，此计数器表现为下降趋势或者一直停留在较低值。

3. SQL SERVER:Buffer Manager-Page reads/sec:内存不足时，则查询那些经常使用但又没有缓存在内存里的数据时，就不需要读取磁盘，这此值表现为持续上升或者停留在较高值。

4. SQL SERVER:Buffer Manager-Stolen pages:Stolen pages通常用于缓存执行计划，以备重用。内存不足时，SQL Server本身机制会优先清除执行计划缓存，则此值表现为下降或者较低水平。

查询当前用户任务等待：

代码如下:
select * from sys.sysprocesses

如果内存不足则，会看到较多的ASYNC_IO_COMPLETION等待类型。这是因为内存不足时：a.内存和磁盘间会频繁进行交互,磁盘负载增加 b.需要读取磁盘上的数据完成查询，磁盘负载增加。

也就是说这时候磁盘也出现了性能瓶颈，但是这只是“表面”的，我们要结合多个性能指标来认清根本原因是“内存不足”。

确定压力来源及解决办法：

通过前的分析，确定了数据页缓存相关的内存瓶颈。就要分析为什么会这样及解决办法。主要分为如下5个方面：

1. 外部压力

如果OS层面或者其它应用服务需要更多的内存，windows会压缩Database Pages的内存量。这时内存压力来自外部。可以查看如下性能计数器确定是否是外部压力：

1. SQL Server:Memory Manager-Total Server Memory:此计数器值会下降。

2. Memory:Available Mbytes:此值会下降到较低水平。

3. 在没有使用AWE或者Lock page in memory前提下，查看Process:Private Bytes-SqlServer和Process：Working Set-SqlServer，两者值会有显著下降。

解决方法：如果非DB专用服务器，则要权衡各个应用服务之间重要性来分配内存或者加大内存。尽量让服务器只运行SQL Server，成为DB专用服务器。

2. SQL Server自身对Database Page的使用压力

当Total Server Memory已经达到设定的Max Server Memory或者无法从OS获得更多内存，但是经常访问的数据量又远大于物理内存用于数据缓存的容量时，SQL Server被迫将内存的数据移入又移出，用于完成当前查询。

观察如下性能计数器：

1. SQL Server:Memory Manager-Total Server Memory 和 SQL Server:Memory Manager-Target Server Memory两者值将会相等。但是前者不会大于后者。

2. 将会出现“分析方法”所述之情况。

解决方法：既然SQL Server没有足够内存存放Database Page，那就要么增加SQL Server使用的内存量或者减少其使用的内存里。

增加：可以通增加物理内存，启用AWE等方法。

减少：可以通过横向扩展，有两台或者多台服务器分别载部分库;优化相关读取量较大的语句等。

3. Buffer Pool中的Stolen Memory压力

正常情况下Buffer Pool中的Stolen Memory不会给Database Pages造成压力。因为Database Pages有压力，会触发Lazy Writes,同时SQL Server 会清理Stolen Memory中的执行计划缓存。

但是，如果用户申明了过多的对象，而没有登出，并且占用内存过多，就会压缩Database Pages.如：游标，自定义引用的执行计划等。

解决方法：通常是会表现为a)用户提交的请求因内存不足无法完成，701错误;b)需要压缩某些clerk的内存量，来完成用户请求，造成响应延时和缓慢。

通过查询sys.dm_os_memory_clerks的字段Single_pages_kb，找出是哪个clerk使用了过多内存并分析其原因，然后解决之。

4. Multi-Page的压力

multi-page跟Buffer Pool共享OS的虚拟地址空间，如果multi-page使用过多内存，就会压缩Datbase pages。multi-page内存用量一般较小且相对固定，可能发生的情况有：

a. 未开启AWE的32位SQL Server只有2G地址空间，且用-g启动参数扩展的MemToLeave的上限。

b. 64位SQL Server调了内存泄露的第三方代码。

c. 使用带有大量参数或者较长的”IN”语句

d. 调高了Network Packet Size，大于或等于8KB,并且较多这种连接。

e. 大量复杂XML查询，或者第三代码。

解决方法： 通过查询sys.dm_os_memory_clerks的字段multi_pages_kb，找出是哪个clerk使用了过多内存并分析其原因，然后解决之。


作者：Joe.TJ