使用Query Store监控性能

时间 2019-11-29

原文原文链接

Query Store是SQL Server 2016中引入的语句性能监控和调优工具，它不只自动捕获查询、执行计划和运行时统计信息的历史记录，并且还能够识别出因为执行计划更改而致使的性能差别，简化了性能故障排除的流程。Query Store从字面意思上来解释，它是查询的仓库，它使用异步更新方式，把数据存储到硬盘（Disk）中。sql

一，启用Query Store

Query Store默认是关闭的，启用Query Store对查询性能仍是有必定的影响的，数据库

ALTER DATABASE { database_name | CURRENT }
SET QUERY_STORE
{
        = OFF
        | = ON [ ( <query_store_option_list> [,...n] ) ] 
        | CLEAR [ ALL ]
}

<query_store_option_list> ::=
{
      OPERATION_MODE = { READ_WRITE | READ_ONLY }
    | CLEANUP_POLICY = ( STALE_QUERY_THRESHOLD_DAYS = number )
    | DATA_FLUSH_INTERVAL_SECONDS = number
    | MAX_STORAGE_SIZE_MB = number
    | INTERVAL_LENGTH_MINUTES = number
    | SIZE_BASED_CLEANUP_MODE = { AUTO | OFF }
    | QUERY_CAPTURE_MODE = { ALL | AUTO | CUSTOM | NONE }
    | MAX_PLANS_PER_QUERY = number
    | WAIT_STATS_CAPTURE_MODE = { ON | OFF }
    | QUERY_CAPTURE_POLICY = ( <query_capture_policy_option_list> [,...n] )
}

<query_capture_policy_option_list> :: =
{
    STALE_CAPTURE_POLICY_THRESHOLD = number { DAYS | HOURS }
    | EXECUTION_COUNT = number
    | TOTAL_COMPILE_CPU_TIME_MS = number
    | TOTAL_EXECUTION_CPU_TIME_MS = number
}

View Code

参数注释：缓存

CLEAR：清空Query Store的内存
OPERATION_MODE：READ_WRITE是指Query Store会持续收集和持久化查询计划（query plan）和运行时的执行统计信息，而READ_ONLY是指只能从Query Store读取信息，而不会更新Query Store。
CLEANUP_POLICY：定义数据留存的时间窗口，超过该窗口，过时的数据从Query Store中清理出去。
DATA_FLUSH_INTERVAL_SECONDS：定义数据持久化到硬盘的频率，默认值是900s（15min）。为了优化性能，Query Store收集的数据采用异步写方式，每隔必定的时间会把捕获的数据写到硬盘中。
MAX_STORAGE_SIZE_MB：设置Query Store的最大存储空间。若是Query Store达到最大存储空间限制，Query Store会把操做模式（OPERATION_MODE）更改成READ_ONLY
INTERVAL_LENGTH_MINUTES：每隔必定的时间窗口对运行时的执行统计数据进行聚合，而后把聚合值存储到Query Store中。
SIZE_BASED_CLEANUP_MODE ：基于Query Store占用的空间大小控制是否启动清理程序，清理程序会自动删除Query Store中过期的数据，以释放Query Store的空间
QUERY_CAPTURE_MODE ：定义捕获查询的捕获模式，默认值是ALL，表示捕获全部的查询，AUTO表示基于执行次数和资源消耗来捕获相关的查询。
MAX_PLANS_PER_QUERY：定义为每一个查询维护的计划数量，默认值是200
WAIT_STATS_CAPTURE_MODE ：是否捕获等待统计（wait stats）
QUERY_CAPTURE_POLICY：定义捕获Query的策略，
- STALE_CAPTURE_POLICY_THRESHOLD ：定义评估的时间间隔（evaluation interval period ），根据如下的选项来肯定是否一个query应该被捕获，evaluation period的默认值是1day
- EXECUTION_COUNT：默认值是30，在evaluation period内，若是一个query的执行次数超过指定的数值，那么捕获该query。
- TOTAL_COMPILE_CPU_TIME_MS：默认值是1000ms，在evaluation period内，若是一个query的编译时间超过指定的时间，那么捕获该query。
- TOTAL_EXECUTION_CPU_TIME_MS：默认值是100，在evaluation period内，若是一个query的执行时间超过指定的时间，那么捕获该query。

例如，使用默认值来启用Query Store：架构

ALTER DATABASE [QueryStoreDB]  
SET QUERY_STORE = ON 
    (
      OPERATION_MODE = READ_WRITE, 
      CLEANUP_POLICY = ( STALE_QUERY_THRESHOLD_DAYS = 90 ),
      DATA_FLUSH_INTERVAL_SECONDS = 900,
      MAX_STORAGE_SIZE_MB = 1000, 
      INTERVAL_LENGTH_MINUTES = 60,
      SIZE_BASED_CLEANUP_MODE = AUTO, 
      MAX_PLANS_PER_QUERY = 200,
      WAIT_STATS_CAPTURE_MODE = ON,
      QUERY_CAPTURE_MODE = CUSTOM,
      QUERY_CAPTURE_POLICY = (
        STALE_CAPTURE_POLICY_THRESHOLD = 24 HOURS,
        EXECUTION_COUNT = 30,
        TOTAL_COMPILE_CPU_TIME_MS = 1000,
        TOTAL_EXECUTION_CPU_TIME_MS = 100 
      )
    );

用户能够经过系统视图来查看各个选项的配置状况：异步

sys.database_query_store_optionside

用户也可使用SSMS来对Query Store的各个选项进行配置：工具

二，Query Store捕获的信息

Query Store包含四个Store，分别是query store、plan store、runtime stats store和wait stats store。query store 用于捕获查询的信息，plan store用于捕获执行计划的信息，runtime stats store用于捕获执行计划的变动记录和统计信息等，stats store 用于捕获等待统计信息。性能

1，计划强制（Plan Forcing）优化

因为一些不可预知的缘由，例如统计信息更改，架构更改，索引的建立/删除等，SQL Server中任意一个查询的执行计划一般都会随着时间的推移而变化。因为内存压力，计划也会从计划缓存中逐出，这致使计划缓存只存储查询的最新的执行计划。由执行计划更改引发的查询性能的降低，就无迹可寻，解决起来很费时间。lua

因为Query Store为每一个查询保留多个执行计划，所以，它能够指示查询处理器（Query Processor）对查询强制使用特定的执行计划，这称为计划强制（Plan Forcing）。Query Store中的计划强制（Plan Forcing）的工做相似于USE PLAN查询提示的机制，可是不须要在用户在应用程序中作任何更改，计划强制能够在很短的时间内解决由计划更改致使的查询性能降低的问题。

2，等待统计（Wait Stats）

等待统计信息是解决查询性能问题的另外一信息来源，长期以来，等待统计信息仅在实例级别可用，这使得很难将等待回溯到特定查询语句上。从SQL Server 2017（14.x）和 Azure SQL数据库开始，查询存储可以追踪特定语句的等待信息。

ALTER DATABASE AdventureWorks2012 
SET QUERY_STORE = ON ( WAIT_STATS_CAPTURE_MODE = ON );

三，Query Store 界面化查询

在启用Query Store以后，刷新SSMS的Object Explorer面板，会发现，SSMS新增长了一个Query Store的目录，这是SSMS为了方便用户查询而内置的查询界面：

以回归查询（Regressed Queries）来举例，Regressed Queries面板显示的是查询和相应的Plan，从Metric列表中选择须要显示的度量：

四，Query Store相关的视图

Query Store相关的视图分为四类：Query、Plan、Runtime Stats和Wait Stats。注意，Wait Stats 是从SQL Server 2017(14.x)开始支持的。

1，关于Query的信息

query的惟一标识字段是query_id

select q.query_id
    ,t.query_text_id
    ,t.query_sql_text
    ,q.object_id as parent_object
    ,q.is_internal_query
    ,q.query_parameterization_type
    ,q.query_parameterization_type_desc
    ,q.count_compiles
    ,q.avg_compile_duration
    ,q.avg_bind_cpu_time
    ,q.avg_bind_duration
    ,q.avg_compile_memory_kb
    ,q.avg_optimize_cpu_time
    ,q.avg_optimize_duration
from sys.query_store_query as q   
inner join sys.query_store_query_text as t  
    on q.query_text_id = t.query_text_id ;

2，关于Plan的信息

plan关联的query，能够经过字段query_id来关联

select p.plan_id
    ,p.query_id
    ,t.query_sql_text
    ,p.query_plan
    ,p.is_parallel_plan
    ,p.is_forced_plan
    ,p.force_failure_count
    ,p.last_force_failure_reason
    ,p.last_force_failure_reason_desc
    ,p.count_compiles
    ,p.avg_compile_duration
from sys.query_store_plan p
inner join sys.query_store_query q
    on p.query_id=q.query_id
inner join sys.query_store_query_text t
    on q.query_text_id=t.query_text_id

3，关于Plan 的 Runtime 统计

runtime stats经过plan_id 关联到特定的query

select r.runtime_stats_id
    ,r.plan_id
    ,r.runtime_stats_interval_id
    ,i.start_time as interval_start_time
    ,i.end_time as interval_end_time
    ,r.execution_type
    ,r.execution_type_desc
    ,r.count_executions
    ,r.avg_duration
    ,r.avg_cpu_time
    ,r.avg_dop
    ,r.avg_logical_io_reads
    ,r.avg_logical_io_writes
    ,r.avg_physical_io_reads
    ,r.avg_query_max_used_memory
    ,r.avg_rowcount
from sys.query_store_runtime_stats r
inner join sys.query_store_runtime_stats_interval i
    on r.runtime_stats_interval_id=i.runtime_stats_interval_id

4，关于等待的统计信息

该视图统计的等待是跟单个执行计划有关的

select w.wait_stats_id
    ,w.plan_id
    ,w.runtime_stats_interval_id
    ,w.wait_category
    ,w.wait_category_desc
    ,w.execution_type
    ,w.execution_type_desc
    ,w.avg_query_wait_time_ms
    ,w.min_query_wait_time_ms
    ,w.max_query_wait_time_ms
from sys.query_store_wait_stats w
inner join sys.query_store_plan p
    on w.plan_id=p.plan_id

参考文档：

Monitoring performance by using the Query Store

Query Store Catalog Views (Transact-SQL)