使用SQL Server 2008進(jìn)行優(yōu)化性能
現(xiàn)今的公司需要易訪問且可用性好的商業(yè)數(shù)據(jù)，以便他們可以在全球市場(chǎng)中獲得一席之地。與易訪問數(shù)據(jù)的這個(gè)需求相呼應(yīng)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫和分析數(shù)據(jù)庫在規(guī)模方面繼續(xù)發(fā)展，內(nèi)嵌數(shù)據(jù)庫和許多產(chǎn)品一起出現(xiàn)，并且許多公司將服務(wù)器合并來減輕管理工作。當(dāng)公司的數(shù)據(jù)環(huán)境在規(guī)模和復(fù)雜度方面持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，他們必須維護(hù)***的性能。
本文描述了SQL Server 2008的性能和擴(kuò)展能力，并解釋了你可以怎樣使用這些功能來實(shí)現(xiàn)：
◆使用可用于數(shù)據(jù)庫引擎、分析服務(wù)、報(bào)表服務(wù)和集成服務(wù)的工具和功能來優(yōu)化任何規(guī)模的數(shù)據(jù)庫性能。
◆擴(kuò)展你的服務(wù)器來充分利用新的硬件能力。
◆擴(kuò)展你的數(shù)據(jù)庫環(huán)境來優(yōu)化響應(yīng)速度并使你的數(shù)據(jù)更易于用戶訪問。
使用SQL Server 2008優(yōu)化性能
由于公司數(shù)據(jù)在規(guī)模和復(fù)雜度方面繼續(xù)發(fā)展，你必須采取行動(dòng)來提供***的數(shù)據(jù)訪問時(shí)間。SQL Server 2008包括許多特性和增強(qiáng)的功能來優(yōu)化所有方面的性能，包括關(guān)系型聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)數(shù)據(jù)庫;聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)數(shù)據(jù)庫;報(bào)表;數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換和加載(ETL)處理。
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的性能
在大多數(shù)商業(yè)環(huán)境中，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫是業(yè)務(wù)關(guān)鍵應(yīng)用程序和服務(wù)的核心所在。隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，以及依賴于關(guān)系數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的用戶和應(yīng)用程序數(shù)目的增長(zhǎng)，公司必須能夠確保他們的數(shù)據(jù)系統(tǒng)具有一致的性能和響應(yīng)。SQL Server 2008提供了一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫引擎，它支持大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫和復(fù)雜的查詢處理。
可測(cè)量的實(shí)際性能
SQL Server 2008建立在之前SQL Server 版本的行業(yè)領(lǐng)先的性能之上，給你的公司提供了***級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫性能。使用事務(wù)處理性能委員會(huì)的TPC-C基準(zhǔn)示范了SQL Server 的高性能，Microsoft是***個(gè)發(fā)布更新的TCP-E基準(zhǔn)結(jié)果的數(shù)據(jù)庫銷售商，這更精確地表現(xiàn)了現(xiàn)在公司里普遍存在的OLTP工作負(fù)載的種類。
此外，SQL Server 通過一個(gè)創(chuàng)記錄的3GB的TPC-H結(jié)果顯示了它對(duì)大范圍的數(shù)據(jù)倉庫工作量的執(zhí)行能力，這表明了SQL Server 2008基礎(chǔ)的擴(kuò)展能力和性能。
高性能的查詢處理引擎
SQL Server 的高性能查詢處理引擎幫助用戶將他們的應(yīng)用程序性能提高到***。這個(gè)查詢處理引擎評(píng)估查詢，并產(chǎn)生基于動(dòng)態(tài)維護(hù)的、關(guān)于索引和密鑰選擇及數(shù)據(jù)量統(tǒng)計(jì)的***查詢執(zhí)行計(jì)劃。你可以在SQL Server 2008中鎖定查詢計(jì)劃以確保普通查詢執(zhí)行時(shí)的穩(wěn)定性能。查詢處理引擎還可以利用多核或多處理器系統(tǒng)，并生成能夠利用并行性進(jìn)一步提高性能的執(zhí)行計(jì)劃。
一般情況下，在查詢性能方面***的瓶頸是磁盤I/O。SQL Server的動(dòng)態(tài)緩存能力降低了對(duì)物理磁盤的訪問次數(shù)，并且查詢處理引擎使用預(yù)讀取掃描來預(yù)測(cè)一個(gè)給定的計(jì)劃所需的數(shù)據(jù)頁面，并預(yù)先將它們讀取到緩存里，這可以顯著地提高整個(gè)性能。另外，SQL Server 2008支持本地?cái)?shù)據(jù)壓縮，從而可以降低必須讀取的數(shù)據(jù)頁面的數(shù)量，并提高了I/O 工作負(fù)載的性能。
SQL Server 2008支持表和索引的分割，這使得管理員可以將同一個(gè)表或索引分配到單獨(dú)的物理存儲(chǔ)設(shè)備上，從而通過多個(gè)文件組來控制數(shù)據(jù)的物理存放位置。在SQL Server 2008中針對(duì)查詢處理引擎的優(yōu)化使得它可以并行地訪問分區(qū)數(shù)據(jù)，并顯著提高了性能。
性能優(yōu)化工具
SQL Server 2008包含SQL Server Profiler 和Database Engine Tuning Advisor。通過使用SQL Server Profiler，你可以捕捉應(yīng)用程序典型負(fù)載中所發(fā)生的事件，然后在Database Engine Tuning Advisor 中將這些事件重現(xiàn)，從而針對(duì)數(shù)據(jù)的索引和分區(qū)生成相應(yīng)建議，這樣你就可以優(yōu)化應(yīng)用程序的性能了。
在創(chuàng)建了最適合你的應(yīng)用程序的工作負(fù)載的索引和分區(qū)之后，你可以使用SQL Server Agent來制定一個(gè)自動(dòng)的數(shù)據(jù)庫維護(hù)計(jì)劃。這個(gè)自動(dòng)的維護(hù)會(huì)定期的重新組織或重建索引，并更新索引和選擇統(tǒng)計(jì)，以確保當(dāng)數(shù)據(jù)插入和修改你的數(shù)據(jù)庫的物理數(shù)據(jù)頁面片段時(shí)一直提供***的性能。
Resource Governor
通常，一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)器用來提供多個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)。在一些情況下，許多應(yīng)用程序和工作負(fù)載依賴于同一個(gè)數(shù)據(jù)源。在目前所流行的服務(wù)器合并的趨勢(shì)下，要為一個(gè)給定的工作負(fù)載提供可預(yù)測(cè)的性能是很困難的，因?yàn)橥_(tái)服務(wù)器上的其它工作負(fù)載會(huì)競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)資源。在一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)器上有多個(gè)工作負(fù)載，管理員必須避免出現(xiàn)某些問題，例如使其它工作負(fù)載一直等待系統(tǒng)資源的失效查詢，或者低優(yōu)先級(jí)的工作負(fù)載反過來影響高優(yōu)先級(jí)的工作負(fù)載。SQL Server 2008提供了Resource Governor，它使得管理員可以對(duì)運(yùn)行在一個(gè)SQL Server實(shí)例上的各個(gè)工作負(fù)載定義和分配優(yōu)先級(jí)。工作負(fù)載基于如用戶、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫等因素，通過對(duì)資源定義限制，管理員可以將失效查詢的可能性降至***，還可以限制獨(dú)占資源的工作負(fù)載。通過設(shè)置優(yōu)先級(jí)，管理員可以優(yōu)化一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)的處理性能，同時(shí)維護(hù)服務(wù)器上其它工作負(fù)載的可預(yù)測(cè)性。
性能套件
SQL Server 2008提供了性能套件，它是一套用來收集、分析、排除故障和存儲(chǔ)SQL Server 2008診斷信息的集成框架。性能套件為性能監(jiān)控提供了一個(gè)端對(duì)端的解決方案，其中包括針對(duì)性能數(shù)據(jù)的低開銷收集、集中化存儲(chǔ)、以及分析報(bào)表。你可以使用SQL Server 2008管理套件來管理收集工作，例如可以使用數(shù)據(jù)收集器、啟動(dòng)一個(gè)收集集合并查看作為性能狀態(tài)面板的系統(tǒng)收集集合報(bào)表。你還可以使用系統(tǒng)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和性能套件應(yīng)用程序編程接口(API)來建立你自己的基于性能套件的性能管理工具。
性能套件提供了一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)收集基礎(chǔ)架構(gòu)，它在每一個(gè)你想監(jiān)控的SQL Server實(shí)例中都有一個(gè)數(shù)據(jù)收集器。這個(gè)數(shù)據(jù)收集器非常靈活，它可以管理數(shù)據(jù)收集范圍以適應(yīng)開發(fā)、測(cè)試和生產(chǎn)環(huán)境。你使用這個(gè)數(shù)據(jù)收集框架就可以輕松地收集性能數(shù)據(jù)和一般的診斷數(shù)據(jù)。
該數(shù)據(jù)收集器基礎(chǔ)設(shè)施推出了以下新的概念和定義：
◆數(shù)據(jù)提供商。性能或診斷信息的來源可以包括SQL Trace 、性能計(jì)數(shù)器和Transact-SQL查詢(例如，從分布式的管理視圖中獲得數(shù)據(jù))。
◆收集器類型。一個(gè)邏輯封裝，它提供了從數(shù)據(jù)提供商處收集數(shù)據(jù)的機(jī)制。
◆收集項(xiàng)目。一個(gè)收集器類型的實(shí)例。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)收集項(xiàng)目時(shí)為這個(gè)項(xiàng)目定義輸入屬性和收集頻率。一個(gè)收集項(xiàng)目不能單獨(dú)存在。
◆收集集合。數(shù)據(jù)收集的基本單位。一個(gè)收集集合是一組收集項(xiàng)目的集合，它們?cè)谝粋€(gè)SQL Server 實(shí)例上定義和部署。收集集合可以各自獨(dú)立運(yùn)行。
◆收集模式。一個(gè)收集集合中數(shù)據(jù)收集和存儲(chǔ)的方式。這個(gè)收集模式可以設(shè)置為緩存或不緩存。收集模式將影響用于該收集集合的工作和時(shí)間表的類型。
◆數(shù)據(jù)收集器是可擴(kuò)展的，它可以添加新的數(shù)據(jù)提供者。
當(dāng)配置數(shù)據(jù)收集器時(shí)，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)默認(rèn)名稱為MDW的關(guān)系數(shù)據(jù)庫作為管理數(shù)據(jù)倉庫，其中將存儲(chǔ)收集來的數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫可以和數(shù)據(jù)收集器放在同一個(gè)系統(tǒng)上，或者放在一個(gè)單獨(dú)的服務(wù)器上。管理數(shù)據(jù)倉庫中的對(duì)象包括以下三種預(yù)配置的模式，其作用各不相同：
◆Core 模式 - 包括用于組織和標(biāo)識(shí)收集到的數(shù)據(jù)的表和存儲(chǔ)過程。
◆Snapshot 模式 - 包括數(shù)據(jù)表、視圖和其它對(duì)象，用于支持標(biāo)準(zhǔn)的收集器類型的數(shù)據(jù)。
◆Custom_Snapshot 模式 - 可以創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)表來支持用戶定義的、按標(biāo)準(zhǔn)的、以及擴(kuò)展的收集器類型所創(chuàng)建的收集集合。
性能套件提供了一組強(qiáng)大的預(yù)先配置的系統(tǒng)收集集合，包括Server Activity、 Query Statistics 和Disk Usage，來幫助你快速分析所收集的數(shù)據(jù)。通常使用◆Server Activity 系統(tǒng)收集集合來開始監(jiān)控和故障排除。在SQL Server管理套件中發(fā)布了一組與每一個(gè)系統(tǒng)收集集合相關(guān)的報(bào)表，你可以將這些報(bào)表作為性能狀態(tài)面板來幫助你分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能，如圖1所示。
數(shù)據(jù)倉庫和分析性能
數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境必須能夠滿足數(shù)量不斷發(fā)展的數(shù)據(jù)和用戶需求，并維護(hù)***的性能。隨著數(shù)據(jù)倉庫查詢變得越來越復(fù)雜，查詢的每一部分都必須進(jìn)行優(yōu)化以維護(hù)可以接受的性能。在SQL Server 2008中，查詢優(yōu)化器可以動(dòng)態(tài)地導(dǎo)入一個(gè)***的位圖過濾器來加強(qiáng)星型模式(star schema)的查詢性能。此外，SQL Server 2008支持?jǐn)?shù)據(jù)分割、高級(jí)索引功能和索引視圖來支持更大型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，還有稀疏列和有效的數(shù)據(jù)類型，例如VARDECIMAL，對(duì)于包含大量 NULL 值的大型表,它可以降低相關(guān)開銷(數(shù)據(jù)倉庫的一個(gè)普通特性)。
分析服務(wù)應(yīng)用程序需要大型且復(fù)雜的計(jì)算。寶貴的處理器時(shí)間浪費(fèi)在計(jì)算解決 NULL 或零數(shù)據(jù)的聚合上。在SQL Server 2008分析服務(wù)中的塊計(jì)算使用默認(rèn)的值，將要計(jì)算的表達(dá)式的數(shù)目降至***，并將單元導(dǎo)航限制為整個(gè)空間只有一次，而不是每個(gè)單元一次，從而顯著提高了計(jì)算性能。
盡管多維度OLAP(MOLAP)分區(qū)提供了更好的查詢性能，但是需要用到回寫功能的公司之前都需要使用關(guān)系型OLAP (ROLAP)分區(qū)來維護(hù)回寫表。SQL Server 2008增加了對(duì)MOLAP分區(qū)執(zhí)行回寫操作的能力，這消除了由維護(hù)ROLAP回寫表所引起的性能下降的問題。
報(bào)表服務(wù)性能
SQL Server 2008報(bào)表服務(wù)引擎被重新開發(fā)，以便通過按需處理過程對(duì)報(bào)表服務(wù)添加更好的性能和可擴(kuò)展性。報(bào)表不再局限于內(nèi)存，因?yàn)楝F(xiàn)在報(bào)表處理使用一個(gè)文件系統(tǒng)緩存來緩解內(nèi)存的壓力。報(bào)表處理還可以適應(yīng)其它消耗內(nèi)存的處理。
一個(gè)新的渲染架構(gòu)解決了之前的渲染器版本中存在的內(nèi)存利用問題。這些新的渲染器還提供了一些改進(jìn)，例如對(duì)CSV渲染器添加了一個(gè)真實(shí)數(shù)據(jù)渲染器，并支持在Excel渲染器中內(nèi)置數(shù)據(jù)塊和內(nèi)置子報(bào)表。
集成服務(wù)性能
ETL處理常常用來在企業(yè)數(shù)據(jù)庫源中添加業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)。過去，許多公司只需要將歷史數(shù)據(jù)和不常使用的數(shù)據(jù)恢復(fù)到數(shù)據(jù)倉庫中?，F(xiàn)在，許多公司想要從數(shù)據(jù)倉庫中獲得接近于實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)量的增加和要求數(shù)據(jù)倉庫刷新頻率的增加，ETL處理時(shí)間和靈活性就變得更加重要了。
數(shù)據(jù)刷新要求SQL Server集成服務(wù)使用查找來比較源記錄和數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)。集成服務(wù)實(shí)現(xiàn)了顯著改進(jìn)的查找性能，它降低了包運(yùn)行時(shí)間并優(yōu)化了ETL操作。傳統(tǒng)ETL處理的另一個(gè)問題是確定源數(shù)據(jù)庫中的什么數(shù)據(jù)被修改了。管理員不得不非常謹(jǐn)慎地避免重復(fù)已有的數(shù)據(jù)。一些管理員選擇刪除所有的數(shù)據(jù)值重新加載數(shù)據(jù)倉庫，而不是管理已被修改的數(shù)據(jù)，這使得ETL 處理的開銷更大。SQL Server 2008具有變更數(shù)據(jù)捕獲(Change Data Capture, CDC) 功能來記錄對(duì)變更表的更新，當(dāng)數(shù)據(jù)刷新按計(jì)劃進(jìn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)變更的跟蹤并確保數(shù)據(jù)倉庫的一致性。
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