SQL Server内存性能分析

内存概念：

Working Set = Private Bytes + Shared Memory

Working Set：某个进程的地址空间中，存放在物理内存的那一部分

Private Bytes：某个进程提交的地址空间（Commited Memory）中，非共享的部分

Shared Memory：对多个进程可见的内存，或存在于多个进程的虚拟地址空间。例如若是两个进程使用相同的DLL，只要该DLL代码装入内存一次，其余全部映射这个DLL的进程只要共享这些代码就能够了

 

Virtual Address Space :2的64次方。Windows会自行决定何时放在Physical Memory，何时放在Paging file

Reserved Memory：应用程序会先Reserve一块内存的地址空间

Committed Memory：将Reserve的内存页面正式Commit使用，Commit的页面会最终转换到Physical Memory中的有效页面

Memory Leak：一直不断的Reserve或Commit内存资源，即便再也不被使用也不会释放给其余用户使用

 

Page Fault：访问一个存放于Viratul Address Space，但不存在于物理内存（Working Set）的页面，就会发生Page Fault。若是目标页面存放于硬盘（例如Pageing File），则会进行硬盘读写，称之为Hard Fault。若是已经存在在物理内存中，可是尚未直接放在这个进程的Working Set下，则须要Windows从新定向一次，不会带来硬盘读写，称之为Soft Fault。因为Soft Fault通常不会带来性能影响，所以通常不使用该计数器，而是使用Pages/sec  

Committed Bytes：整个Windwos系统（包括Windows自身及其全部用户进程）使用的内存总数，包括Physical Memory和Paging file中的数据

Pages/sec：Hard Page Fault每秒钟须要从磁盘上读取或写入的页面数目（包括Windows和全部应用进程的全部磁盘Paging动做）
Pages/sec = Memory:Pages Input/sec + Pages Output/sec

Page File:%Usage和Page File:%Peak Usage ：反映Paging File使用量的多少。数据在Paging File中存的越多，说明Physical Memory和实际需求量差距越大，性能越差 

=================================================================================

Windows系统自身内存使用状况：
通常状况下在64为机器上，使用1-2GB左右。若是因为一些硬件驱动形成了内存泄露，则Windows可能会占用到几GB甚至更多的内存。

系统的Working Set，也就是系统使用的物理内存量，包括高速缓存、页交换区、可调页的ntoskrnl.exe、驱动程序代码和系统映射图等

Cache Bytes：系统使用的物理内存数目

Cache Bytes = System Cache Resident Bytes + System Driver Resident Bytes + System Code Resident Bytes + Pool Paged Resident Bytes

Memory:System Cache Resident Bytes(System Cache)：系统高速缓存消耗的物理内存。高速缓存的主要功能是提升文件读写速度（例如读写超大文件）

赋予SQL服务帐号“Lock Pages in Memory”权限，以便SQL Server能够将本身所申请的内存锁定放在物理内存中，企业版自动启用该功能。可是NonbufferPool的内存不受限制 

SQL Server做为一个用户态为主的应用程序，仍是会受限于核心态。若是核心态里发出内存要求，SQL Server就会被迫把本身的内存释放出来。用户态永远也抢不过核心态。

　　

=================================================================================

检查某个进程的内存使用状况：
Process:Working Set

Process:Private Bytes

Process:Virtual Bytes：某个进程所申请的Virtual Address Space，包括Reserved Memory和Committed Memory

若是系统内存有瓶颈，磁盘通常也会很忙，paging也会较多；但若是磁盘很忙，可是paging不高，就不能说明系统内存有瓶颈

 

=================================================================================

SQL Server内存:
Traget Server Memory：SQL Server在理论上可以使用的最多的内存量。若是在SQL Server中设置了 Max Server Memory，则会使用该值做为内存上限

Total Server Memory：SQL Server本身分的代码申请的Buffer Pool空间大小，全部的Database Cache和大部分的Consumer（Connection、Query Plan、
Optimizer等）都保存在Buffer Pool中，对于一些特别长的语句的Query Plan、Optimizer等内存使用一部分的Multi-Page

Buffer Pool = Max Server Memory 或 SQL physical memory-Multi-page

Max Server Memory是Buffer Pool的上限，但不是SQL Server全部内存使用的上限。SQL Server内存的使用包括Buffer Pool和MemToLeave，因此SQL Server实际内存使用量必定大于Max Server Memory。但在正常状况下，MemToLeave的使用会远小于Buffer Pool，控制好Buffer Pool，基本上就控制住了SQL Server的总体内存使用量。 
 
Traget Server Memory和Total Server Memory都是指逻辑上的内存空间大小，而不是物理内存空间大小。数据是存放在page file仍是物理内存中是由Windows决定的。 

SQL Server内存使用分类：

按申请方式分类：

对Database Cache，会先Reserve，再Commit。其余的全部内存使用，基本都是直接Commit，都是Stolen（Memory Leak）

按申请大小分类：

对于全部小于或等于8KB的，直接分配给一个页面:8KB。全部这些页面都集中管理，这块内存被称为Buffer Pool，一次一个页面的分配被称为Single page Allocation  

对于大于8KB的内存申请，会被集中在另一个区域，成为Multi-Page（或MemToLeave），这种分配称为Multipl Page Allocation

 

SQL Server性能计数器使用：

Memory Manager：监视服务器内存整体使用状况

Ttotal Server Memory（KB）

Traget Server Memory（KB）
Optimizer Memory（KB）：服务器正在用于查询优化的动态内存总数

SQL Cache Memory（KB）：服务器正在用于动态SQL Server高速缓存的动态内存总数

Lock Memory（KB）：服务器用于锁的动态内存总量

Connection Memory（KB）：服务器正在用来维护链接的动态内存总量

Granted Workspace Memory(KB)：当前给予执行哈希、排序、大容量复制和索引建立等操做进程的内存总量

Memory Grants Pending：等待工做空间内受权的进程总数。若是该值不等于0，就说明当前有一个用户的内存申请因为内存压力而被延迟。通常来说，这就意味着有比较严重的内存瓶颈 

 

Buffer Manager：用于监视内存如何使用

Buffer Cache Hit Ratio：在缓冲区高速缓存中找到而不须要从磁盘中读取的页的百分比。通过很长时间后，该比率的变化应该很小，基本应该在99%以上。若是小于95%，一般就有了内存不足的问题。能够经过增长SQL Server的可用内存来提升

Database Pages:缓冲池中有数据库内容的页数。也就是所谓的Database Cache的大小

Free pages：全部空闲可用的总页数。当这个值下降是就说明SQL Server正在分配内存给一些用户。当这个值降低到比较低的值时（例如只剩几百个page了），SQL Server就会开始作Lazy Write，把一些内存让出来，因此该值通常不会为0.但若是该值反复下降，就说明内存存在瓶颈。一个没有内存瓶颈的SQL Server的Free Pages会维持在一个稳定的值 
 
Lazy writes/sec：每秒被缓冲区管理器的Lazy writer写入的缓冲区数。Lazy writer是一个系统进程，用于呈批刷新脏的老化的缓冲区（包括更改的缓冲区，必须将这些更改写回磁盘，才能将缓冲区重用于其余页），并使他们可用于用户进程。当SQL Server感受到内存压力时，就会将最久没有被重用到的数据页和执行计划清理出内存。这些数据页和执行计划，就被称为“老化的缓冲区”，这个清理动做就是由Lazy writer完成的。因此若是SQL Server内存压力不大，Lazy writer就不会被常常触发。若是被常常触发，就应该是有内存瓶颈 
  
Page life expentancy：页若不被引用，将在缓冲池中停留的秒数。若是SQL Server没有新的内存需求，或者有空余的空间来完成新的内存需求，那么Lazy writer就不会被触发，页面会一直放在缓冲池中，Page life expentancy就会维持在一个较高的值。若是SQL Server出现了内存压力，Lazy writer就会被触发，Page life expentancy也会忽然降低。因此若是Page life expentancy老是高高低低，SQL Server应该就出现了内存瓶颈 
 
Page reads/sec：每秒发出的物理数据库页读取数。此统计信息显示的是全部数据库间的物理页读取总数。若是用户访问的数据都缓存在了内存里，那么SQL Server就不须要从磁盘读取页面，不准须要作任何的Page reads。当SQL Server须要读取这些页面时，必需要为他们腾出内存空间。因此当Page reads/sec高时，通常Page life expentancy会降低，Lazy writes/sec会上升 
因为物理I/O开销大，Page Reads动做必定会影响SQL Server性能，能够经过使用更大的数据缓存、智能索引、更有效的查询或更改数据库设计等方法下降Page Reads

Page writes/sec：每秒执行的物理数据库页写入数。该值和内存使用没有什么关系，和Checkpoint pages/sec同样，更用户的修改量有关

Checkpoint pages/sec：由要求刷新全部脏页的检查点或其余操做每秒刷新到磁盘的页数。该值和内存压力没有直接关系，和用户行为有关。若是用户操做主要是读，Checkpoint值就比较小。若是不少操做都是Insert/Update/Delete，name内存中修改过的数据脏页就会比较多，每次Checkpoint的量也会较大。主要用来分析磁盘I/O  

Stolen Pages：用于非Database Pages（包括执行计划缓存）的页数。这里就是Stolen Memory在Buffer Pool里的大小

Target Pages：缓冲池中理想的页数，乘以8KB，就应该是Target Server Memory的值

Total Pages：缓冲池中的页数（包括数据库页、可用页和Stolen页）乘以8KB，就应该仍是Total Server Memory的值

 

SQL性能分析步骤：

1）当内存出现瓶颈时，会出现大量的paging动做，磁盘也就会很繁忙。因此要先解决内存瓶颈，才能下降I/O

2）分析磁盘性能是否正常，读/写是否已达到预期值，是读仍是写繁忙

3）查看引发高I/O的操做类型（Page Reads、Page Writes、Lazy Writes、Checkpoints、Log Writes等）

 

动态性能视图：
select * from sys.sysprocesses

select * from sys.dm_os_wait_stats

select *from sys.dm_exec_requests

 

=================================

计数器（2分钟）：

Processor\% Privileged Time
Processor\% Processor Time
Memory\Available Mytes
PhysicalDisk\Avg. Disk sec/Read
PhysicalDisk\ Avg. Disk sec/Write
SQLServer:SQL Statistics\Batch Requests/sec
SQLServer:Memory Manager\Target Server Memory (KB)
SQLServer:Memory Manager\Total Server Memory (KB)

Process(w3wp)\Working SetProcess(w3wp)\Private Bytes