在SQL Server 2016裏使用查詢存儲進行性能調優

做爲一個DBA，排除SQL Server問題是咱們的職責之一，每月都有不少人給咱們帶來各類不能解釋卻要解決的性能問題。

我就屢次聽到，之前的SQL Server的性能問題都還好且在正常範圍內，但如今一切已經改變，SQL Server開始糟糕， 瘋狂的事情不能解釋。在這個狀況下我介入，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。

但不少時候問題的根源是同樣的：所謂的計劃迴歸（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裏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——不斷重複。

進入SQL Server 2016後，我就變得有點多餘了，覺得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否是計劃迴歸形成的。若是你找到了計劃迴歸，這很容易強制一個特定計劃不使用計劃嚮導。聽起來頗有意思？讓咱們經過一個特定的場景，向你展現下在SQL Server 2016裏，如何使用查詢存儲來找出並最終修正計劃迴歸。

查詢存儲（Query Store）——個人對手

在SQL Server 2016裏，在你使用查詢存儲功能前，你要對這個數據庫啓用它。這是經過ALTER DATABASE語句實現，如你所見的下列代碼：

 1 CREATE DATABASE QueryStoreDemo
 2 GO
 3 
 4 USE QueryStoreDemo
 5 GO
 6 
 7 -- Enable the Query Store for our database
 8 ALTER DATABASE QueryStoreDemo
 9 SET QUERY_STORE = ON
10 GO
11 
12 -- Configure the Query Store
13 ALTER DATABASE QueryStoreDemo SET QUERY_STORE
14 (
15     OPERATION_MODE = READ_WRITE, 
16     CLEANUP_POLICY = (STALE_QUERY_THRESHOLD_DAYS = 367), 
17     DATA_FLUSH_INTERVAL_SECONDS = 900, 
18     INTERVAL_LENGTH_MINUTES = 1, 
19     MAX_STORAGE_SIZE_MB = 100, 
20     QUERY_CAPTURE_MODE = ALL, 
21     SIZE_BASED_CLEANUP_MODE = OFF
22 )
23 GO

在線幫助爲你提供了各個選項的詳細信息。接下來我建立一個簡單的表，建立一個非彙集索引，最後插入80000條記錄。

 1 -- Create a new table
 2 CREATE TABLE Customers
 3 (
 4     CustomerID INT NOT NULL PRIMARY KEY CLUSTERED,
 5     CustomerName CHAR(10) NOT NULL,
 6     CustomerAddress CHAR(10) NOT NULL,
 7     Comments CHAR(5) NOT NULL,
 8     Value INT NOT NULL
 9 )
10 GO
11 
12 -- Create a supporting new Non-Clustered Index.
13 CREATE UNIQUE NONCLUSTERED INDEX idx_Test ON Customers(Value)
14 GO
15 
16 -- Insert 80000 records
17 DECLARE @i INT = 1
18 WHILE (@i <= 80000)
19 BEGIN
20     INSERT INTO Customers VALUES
21     (
22         @i,
23         CAST(@i AS CHAR(10)),
24         CAST(@i AS CHAR(10)),
25         CAST(@i AS CHAR(5)),
26         @i
27     )
28     
29     SET @i += 1
30 END
31 GO

爲了訪問咱們的表，我額建立了一個簡單的存儲過程，傳入value值做爲過濾謂語。

 1 -- Create a simple stored procedure to retrieve the data
 2 CREATE PROCEDURE RetrieveCustomers
 3 (
 4     @Value INT
 5 )
 6 AS
 7 BEGIN
 8     SELECT * FROM Customers
 9     WHERE Value < @Value
10 END
11 GO

如今我用80000的參數值來執行存儲過程。

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

如今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個邏輯讀的彙集索引掃描運算符。SQL Server並無使用非彙集索引，由於這樣沒有意義，因爲臨界點。這個查詢結果並無選擇性。

如今假設SQL Server發生了些事情（例如重啓，故障轉移），SQL Server忽略已經緩存的計劃，這裏我經過執行DBCC FREEPROCCACHE從計劃緩存裏抹掉每一個緩存的計劃來模擬SQL Server重啓（不要在生產環境裏使用！）。

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

如今有人再次調用你的存儲過程，此次輸入參數值是1。此次執行計劃不同，由於如今在執行計劃裏你會有書籤查找。SQL Server估計行數是1，在非彙集索引裏沒有找到任何行。所以與非彙集索引查找結合的書籤查找纔有意義，由於這個查詢是有選擇性的。

如今我再執行用80000參數值的查詢。

1 -- Execute the stored procedure
2 EXEC RetrieveCustomers 1
3 GO
4 
5 -- Execute the stored procedure again
6 -- This introduces now a plan regression, because now we get a Clustered Index Scan
7 -- instead of the Key Lookup (Clustered).
8 EXEC RetrieveCustomers 80000
9 GO

當你再次看STATISTICS IO的輸出，你會看到這個查詢如今產生了160139個邏輯讀——剛纔的查詢只有419個邏輯讀。這個時候DBA的手機就會響起，性能問題。但今天咱們要不一樣的方式解決——使用剛纔啓用的查詢存儲。

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迴歸，由於SQL Server剛重用了書籤查找的的計劃緩存。剛纔你有彙集索引掃描運算符的執行計劃。這是SQL Server裏參數嗅探的反作用。

讓咱們經過查詢存儲來詳細瞭解這個問題。在SSMS裏的對象資源管理器裏，SQL Server 2016提供了一個新的結點叫查詢存儲，這裏你會看到一些報表。

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

這裏在你面前有一些查詢。最昂貴的查詢生成了近500000個邏輯讀。這是咱們的初始語句。這已是第一個WOW效果的的查詢存儲：SQL Server重啓後，查詢存儲的數據仍是存在的！第2個是你存儲過程裏的SELECT語句。在查詢存儲裏每一個捕獲的查詢都有一個標示號——這裏是7。最後當你看報告的右邊，你會看這個查詢的不一樣執行計劃。

如你所見，查詢存儲捕獲了2個不一樣的執行計劃，一個ID是7，一個ID是8。當你點擊計劃ID時，SQL Server會在報表的最下面爲你顯示估計的執行計劃。

計劃8是彙集索引掃描，計劃7是書籤查找。如你所見，使用查詢存儲分析計劃迴歸很是簡單。但你如今還沒結束。你如今能夠對指定的查詢強制執行計劃。 如今你知道包含彙集索引掃描的執行計劃有更好的性能。所以如今你能夠經過點擊【強制執行計劃】強制查詢7使用執行計劃。

搞定，咱們已經解決問題了！

如今當你執行存儲過程（用80000的輸入參數值），在執行計劃裏你能夠看到彙集索引掃描，執行計劃只生成419個邏輯讀——很簡單，是否是？絕對不是！！！！

微軟告訴咱們只給修正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，由於性能問題的根源並無解決！這個問題的關鍵是由於書籤查找計劃沒有穩定性。取決於首次執行計劃默認的輸入值，執行計劃所以就被不斷重用。

一般我會建議調整下你的索引設計，建立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——你仍是要修正你問題的根源。

小結

不要誤解我：SQL Server 2016裏的查詢存儲功能很棒，能夠幫你更容易理解計劃迴歸。它也會幫你「臨時」強制特定的執行計劃。但性能調優的目標仍是同樣：你要找到問題根源，嘗試解決問題——不要在外面晃盪！

感謝關注！

參考文章：http://www.sqlpassion.at/archive/2016/01/18/performance-troubleshooting-with-the-query-store-in-sql-server-2016