游標腳本性能問題詳解之案例實踐篇
游標類型對性能影響的實例。下面的兩個游標腳本分別創(chuàng)建并執(zhí)行了dynamic和fast forward only兩種類型的游標。
知識補充：
關系數(shù)據(jù)庫中的操作會對整個行集起作用。由 SELECT 語句返回的行集包括滿足該語句的 WHERE 子句中條件的所有行。這種由語句返回的完整行集稱為結(jié)果集。應用程序并不總能將整個結(jié)果集作為一個單元來有效地處理。這些應用程序需要一種機制以便每次處理一行或一小部分行。游標不僅可提供這種機制，而且是對結(jié)果集的一種擴展。
游標通過執(zhí)行以下操作來擴展結(jié)果集處理：
- 允許定位在結(jié)果集的特定行。
- 從結(jié)果集的當前位置檢索一行或一部分行。
- 支持對結(jié)果集中當前位置的行進行數(shù)據(jù)修改。
- 為由其他用戶對顯示在結(jié)果集中的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)所做的更改提供不同級別的可見性支持。
不理想的游標類型：(dynamic游標)
- declare @p1 int set @p1=NULL
- declare @p2 int set @p2=0
- declare @p5 int set @p5=4098
- declare @p6 int set @p6=8193
- declare @p7 int set @p7=0
- exec sp_cursorprepexec @p1 output,@p2 output,N'@P1 varchar(30),@P2 varchar(15)',
- N'
- SELECT T1.CONFLICT_ID
- FROM dbo.S_AUDIT_ITEM T1
- LEFT OUTER JOIN dbo.S_USER T2
- ON T1.USER_ID = T2.PAR_ROW_ID
- WHERE ((T1.BC_BASE_TBL = @P1)
- AND (T1.RECORD_ID = @P2))
- ORDER BY T1.OPERATION_DT DESC
- OPTION (FAST 40)
- ',
- @p5 output,@p6 output,@p7 output,'1-10350J','S_PARTY'
- print 'fetch'
- exec sp_cursorfetch @p2,2,4,1
- exec sp_cursorclose @p2
理想的游標類型(fast forward only游標)
- declare @p1 int set @p1=NULL
- declare @p2 int set @p2=0
- declare @p5 int set @p5=4112
- declare @p6 int set @p6=8193
- declare @p7 int set @p7=0
- exec sp_cursorprepexec @p1 output,@p2 output,N'@P1 varchar(30),@P2 varchar(15)',
- N'
- SELECT T1.CONFLICT_ID
- FROM dbo.S_AUDIT_ITEM T1
- LEFT OUTER JOIN dbo.S_USER T2
- ON T1.USER_ID = T2.PAR_ROW_ID
- WHERE ((T1.BC_BASE_TBL = @P1)
- AND (T1.RECORD_ID = @P2))
- ORDER BY T1.OPERATION_DT DESC
- OPTION (FAST 40)
- ',
- @p5 output,@p6 output,@p7 output,'S_SRV_REQ','1-WUQTM6'
- select @p1, @p2, @p5, @p6, @p7
- print '2'
- exec sp_cursorfetch @p2,2,1,1
- print '3'
- exec sp_cursorclose @p2
注：腳本中用到的和游標有關的存儲過程，請參考：http://jtds.sourceforge.net/apiCursors.html#_sp_cursorprepexec
一、如何解讀游標的類型
- sp_cursorprepexec [@handle =] statement_handle OUTPUT,
- [@cursor =] cursor_handle OUTPUT,
- [@paramdef =] N'parameter_name data_type, [,...n]'
- [@stmt =] N'stmt',
- [, [@scrollopt =] scroll_options OUTPUT]
- [, [@ccopt =] concurrency_options OUTPUT]
- [, [@rowcount =] rowcount OUTPUT]
- @scrollopt
[@ccopt
@p5=4098 轉(zhuǎn)成16進制就是1002，對應的游標類型為Parameterized query + Dynamic cursor
@p5=4112 轉(zhuǎn)成16進制就是1010，對應的游標類型為Parameterized query + Fast forward-only cursor
問題的現(xiàn)象是，左邊的游標類型下，該腳本執(zhí)行時間遠大于右邊的游標類型。
#p#
二、如何比較兩個不同執(zhí)行計劃的優(yōu)劣
在繼續(xù)以下內(nèi)容之前，這里要介紹一些查看和比較語句執(zhí)行計劃的知識。通常情況下，我們從management studio中輸出圖形界面的執(zhí)行計劃進行直觀的比較，查看每個表用的訪問方式，使用index還是table scan，使用了哪個index，表和表之間使用的join 方式有什么不一樣。但是如果是一個復雜的語句，在不同的數(shù)據(jù)庫上使用了不同的執(zhí)行計劃，對于同樣表的訪問，使用了不同的index，如何比較哪種執(zhí)行計劃更加優(yōu)化呢?比較整個語句的執(zhí)行時間是一種方法，但是這個比較的結(jié)果并不準確。語句的執(zhí)行時間很容易受到其他外在因素的影響：
1. 不同機器上CPU，memory和disk的性能會影響執(zhí)行時間。
2. 測試的時候有沒有其他人在使用同樣的數(shù)據(jù)造成阻塞
3. 其他人堆數(shù)據(jù)庫的使用占用了系統(tǒng)資源
以上這些原因都有可能影響的語句的執(zhí)行時間，從而影響到我們對語句性能結(jié)果的比較。因此我們不能把語句的執(zhí)行時間作為衡量語句性能的標準。
這里介紹一種比較語句cost的方法。我們對于語句cost的衡量，主要是通過比對語句總的logical reads.
我們可以通過在management studio里的query window 執(zhí)行”set statistics io on” ，在當前窗口中對所有執(zhí)行的語句輸出信息：
- set statistics io on
- select * from dbo.test_TicketFact
- set statistics io on
執(zhí)行語句兩次，以消除physical reads和read-ahead reads的影響。
輸出的結(jié)果如下：
- (320 row(s) affected)
- Table 'test_TicketFact'. Scan count 1, logical reads 3, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
這里打印出來了語句中訪問過的table的訪問次數(shù)，總共的logical reads，physical reads等信息
這里我們需要關注的是logic reads的值，這個值實際上決定了對于IO和DISK以及內(nèi)存的消耗。當語句是第一次執(zhí)行，我們會看到physical reads的數(shù)字，以,而當語句第二次執(zhí)行的時候，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)被讀到memory里面了，因此我們會看到physical read和read-ahead reads都變?yōu)?，而logical reads的值就變成了語句所有使用的data的量。
為什么logic reads是我們需要關注的值呢?因為logic reads決定了語句要訪問數(shù)據(jù)的量。如果我們的系統(tǒng)瓶頸在IO上，一旦語句需要訪問的數(shù)據(jù)從內(nèi)存里面清除，這個語句原本所有的logic reads會全部轉(zhuǎn)為physical reads.因此那些大量使用logic reads就是可能導致大量physical reads的元兇。如果我們的bottleneck是CPU，這些做大量logical reads的語句同樣有可能導致大量的memory 讀，而讀memory是需要消耗CPU資源的。因此，無論是CPU，memory還是DISK的瓶頸，那些做大量logical reads的語句都非常可能是造成問題的原因。
由以上內(nèi)容，我們可以得出結(jié)論，語句的性能好壞，取決與這個語句做了多少logical reads.因此，如果同樣的語句，使用了不同的執(zhí)行計劃，那么總的logical reads低的那個執(zhí)行計劃就是相對優(yōu)化的。
#p#
三、分析本案例中兩種游標的執(zhí)行計劃
現(xiàn)在我們回到需要研究的腳本，在這里，語句是一樣的，不同的只是游標的類型。不同的執(zhí)行時間說明很可能這個語句使用了不同的執(zhí)行計劃。現(xiàn)在問題變成了，同樣語句使用了不同的執(zhí)行計劃，得到了不同的執(zhí)行時間。我們首先從”set statistics io on” 的結(jié)果入手：
1.左邊使用dynamic游標有大量的邏輯讀，情況如下：
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'S_AUDIT_ITEM'. Scan count 1, logical reads 9770695, physical reads 0, read-ahead reads 1, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
2．而右邊使用fast forward only游標只有三次邏輯讀，情況為：
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'S_AUDIT_ITEM'. Scan count 1, logical reads 3, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
從這里輸出的結(jié)果的區(qū)別，說明了在table S_AUDIT_ITEM上SQL Server使用了不同的訪問方式
接下來我們分析兩個腳本的執(zhí)行計劃：
1. dynamic游標對應的不理想的執(zhí)行計劃中，SQL Server選擇了索引掃描(index scan)及索引S_AUDIT_ITEM_M4來查閱S_AUDIT_ITEM表。因此我們會在這里看到大量的IO。
這個索引掃描實際上訪問了整張表的數(shù)據(jù)。
2.而fast forward only游標對應的理想的執(zhí)行計劃中，SQL Server選擇的是索引查找(index seek)及索引S_AUDIT_ITEM_M3來查閱S_AUDIT_ITEM表。所以我們只看到3個邏輯讀。索引S_AUDIT_ITEM_M3包含4個列，第一個列是RECORD_ID。另外，在語句中，有WHERE條件T1.RECORD_ID=@P2
#p#
四、嘗試解決問題
首先我們嘗試更新統(tǒng)計信息：UPDATE STATISTICS ON S_AUDIT_ITEM WITH FULLSCAN，但是這個操作在此問題案例中沒有作用。
從以上的分析中，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果使用index S_AUDIT_ITEM_M3訪問S_AUDIT_ITEM表，得到的執(zhí)行計劃非常好，我們可以直接用index hint來解決這個問題：
- declare @p1 int set @p1=NULL
- declare @p2 int set @p2=0
- declare @p5 int set @p5=4098
- declare @p6 int set @p6=8193
- declare @p7 int set @p7=0
- exec sp_cursorprepexec @p1 output,@p2 output,N'@P1 varchar(30),@P2 varchar(15)',
- N'
- SELECT T1.CONFLICT_ID
- FROM dbo.S_AUDIT_ITEM T1 with (INDEX=S_AUDIT_ITEM_M3) /* 解決方案2 */
- LEFT OUTER JOIN dbo.S_USER T2
- ON T1.USER_ID = T2.PAR_ROW_ID
- WHERE ((T1.BC_BASE_TBL = @P1)
- AND (T1.RECORD_ID = @P2))
- ORDER BY T1.OPERATION_DT DESC
- OPTION (FAST 40)
- ',
- @p5 output,@p6 output,@p7 output,'1-10350J','S_PARTY'
- print 'fetch'
- exec sp_cursorfetch @p2,2,4,1
- exec sp_cursorclose @p2
