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SQL Server中的Forwarded Record計數器影響IO性能的解決方法

編輯:關於SqlServer

一、簡介 

    最近在一個客戶那裡注意到一個計數器很高(Forwarded Records/Sec),伴隨著間歇性的磁盤等待隊列的波動。本篇文章分享什麼是forwarded record,並從原理上談一談為什麼Forwarded record會造成額外的IO。

二、存放原理

    在SQL Server中,當數據是以堆的形式存放時,數據是無序的,所有非聚集索引的指針存放指向物理地址的RID。當數據行中的變長列增長使得原有頁無法容納下數據行時,數據將會移動到新的頁中,並在原位置留下一個指向新頁的指針,這麼做的原因是由於使得當出現對Record的更新時,所有非聚集索引的指針不用變動。如圖1所示。

image

圖1.Forwarded Record示意

這種由於數據更新,只在原有位置留下指針指向新數據頁存放位置行,就是所謂的Forwarded Record。

三、 Forwarded Record如何影響IO性能? 

 那麼Forwarded Record既然是為了提升性能存在的機制,為什麼又會引起性能問題?Forwarded Record的初衷是為了對堆表進行更新時,堆表上存儲位置的變化不會同時更新非聚集索引而產生開銷。但對於查找來說,無論是堆表上存在表掃描,還是用於書簽查找,都會成倍帶來額外的IO開銷,下面看一個例子。

BEGIN TRAN
WHILE @index < 100000 
  BEGIN 
    INSERT INTO dbo.HeapTest
        ( id, col1 )
    VALUES ( @index, NULL )
    SET @index = @index + 1

  END
COMMIT

代碼清單1.新建堆表並插入10萬條數據

通過代碼清單1創建測試表,並循環插入10萬數據。此時我們來看該堆表所占用存儲的頁數,如圖2所示。

圖2.堆表空間占用

此時對該表進行更新,讓原有行增長,產生Forwarded Record,此時再來看該堆表的存儲。如圖3所示。

圖3.產生8W+的forwarded record

此時我們注意到,雖然數據僅僅占到590頁,但存在8W+的forwarded record,如果我們對該表進行掃描,則會看到雖然僅僅只有590頁,但需要8W+的邏輯IO,大大提升了對IO的開銷壓力,此外由於forwarded record頁與原頁往往不物理連續,因此對IOPS也存在挑戰。如圖4所示。

圖4.不該產生的額外IO開銷

而上面查詢反映到性能計數器中,則呈現為如圖5所示的結果。

圖5.Forwarded Record計數器增長

 四、如何解決

看到Forwarded Record計數器,就說明數據庫中存在堆表,在OLTP系統中,所有的表上都應該有聚集索引。因此可以通過在表上增加聚集索引來解決該問題。

    通常來講,只有只寫不讀的表設置為堆表比較合適,但如果看到存在Forwarded Reocord,則說明堆表上存在讀操作,那麼找到該堆表,找一個合適的維護窗口時間創建堆表則是比較理想的選擇。

    如果由於其他原因無法創建聚集索引,則可以對堆表進行表重建。

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