SQL Server On Linux（16）—— SQL Server On Linux性能（2）——内置特性（2）——内存和Cache管理

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不管是关系数据库、NoSQL还是NewSQL，都是内存消耗型产品，所以内存的使用和管理都非常重要。本章将介绍一下内存和cache的管理

简介

  非常非常多的人问过我或者在其他地方提过，为什么SQL Server这么烂，有多少内存吃多少？其实这是一个很荒唐的论断。数据库本身就是资源密集型的软件，对I/O、CPU、内存的要求都是非常多，如果你有1T的内存，然后里面只有10G的库，你看看不出软硬件bug的话，会不会有多少吃多少？
  这部分不想多说了，说点正事，SQL Server的内存管理其实还是非常完善，不然作为不开源的产品也无法存活到现在，它对数据页的缓存（buffer）和缓冲（cache）T-SQL语句及其执行计划的都有很成熟和稳定的管理。内存的使用通过一个memory clerks的系统来跟踪。
  另外一个SQL Server的强项在于动态内存管理。它基于内存的需求量进行内存占用（memory footprint）的扩展和收缩。在Linux上的SQL Server，安装后并且还未使用时，就会消耗掉大概600MB的内存。当新建数据库，载入数据并运行起来时，内存就会不停增长直到配置限制。SQL Server On Linux在内存方面的配置有两个，前面文章已经提到过，稍后也会再介绍一下。
  在SQL Server引擎中，消耗内存最大的是caches，粗略分为Buffer pool和Plan cache。Buffer Pool通常简称buffer，是缓存数据库数据、索引和系统页的地方，数据库越大（实际大小不是预分配大小），buffer的量也越大。但是SQL Server会在运行时根据实际容量和内存需求进行buffer中数据的清理和重新加载。plan cache和buffer相对独立，它用于缓存查询（包含增删改）的执行计划，以便后续重用。但是并非所有的查询都会被缓存起来。有兴趣深入研究的读者可以看一下官方文档：查询处理体系结构指南。

演示

  首先连上实验环境，使用linux的top指令看一下当前服务器的资源情况，关注RES列，可以看到第一次的值是1.2g

  然后使用systemctl restart mssql-server 重启SQL Server服务并再次使用top来检查，本机结果如下图，RES为1.0G

  接下来使用下面的T-SQL查看SQL Server引擎占了多少内存：

SELECT counter_name, cntr_value 
FROM sys.dm_os_performance_counters
WHERE object_name = 'SQLServer:Memory Manager'
AND counter_name IN ('Database Cache Memory (KB)', 'Total Server Memory 
(KB)', 'Target Server Memory (KB)')
GO

  这是本机结果：可以看到

  SQL Server内部有一个dmv：sys.dm_os_performance_counters，用于查询SQL Server引擎的特定性能统计信息。在Windows上它通过查询性能计数器获得数据。而在Linux上，没有性能计数器这个工具，但是这个dmv还是可以直接使用，

select counter_name,cntr_value
from sys.dm_os_performance_counters
where object_name='SQLServer:Memory manager'
and counter_name IN ('Database Cache Memory (KB)','Total Server Memory (KB)','Target Server Memory (KB)')

  这三个值的大概含义是：
Database Cache Memory (KB)：buffer pool的内存总用量。
Target Server Memory (KB)：SQL Server所用内存可以增长的上限。
Total Server Memory (KB)：SQL Server引擎内部使用的内存数。
  这些值的差异是为什么呢？因为平台原因，Linux上对sqlservr进程有固定的内存分配。造成了Total Server Memory和top指令之间的数值差异。但是随着SQL Server内存使用的增多，这个差异几乎保持不变，即也会随之增加。

  接下来做个大操作——dbcc

USE master
GO
DBCC CHECKDB(WideWorldImporters) WITH TABLOCK
GO

  紧接着用top指令再次检查，这次变成1.5g了。

  同时执行上面的两个dmv查询：

小结

  可以看到随着使用的增加，内存也随之增长。当然，很多人诟病SQL Server吃内存的原因是内存“不释放”，特别是在Windows平台下使用任务管理器来看。在正式环境下，确实没有释放，那内存哪去了？缓存数据和执行计划了。要知道内存的读写速度比磁盘高成千上万倍，如果动不动就从磁盘读写数据，那I/O根本负担不了，服务器之所以配那么大的内存，就是为了尽可能缓存所需的数据和执行计划，最大限度加快操作的反应时间。所以内存会一直接近较满的状态。
  但是不代表内存真的是不释放的，在Windows平台，性能计数器中就有一个Page Life Expectancy 的计数器，用来标识数据页在内存中的驻留时间，如果该值过低，证明服务器内存有压力，SQL Server需要把缓存的数据按照使用频率和其他因素移除不常用的数据，并重新加载所需的数据到内存。
  所以，既然你配了那么多的内存，为什么不用呢？那些任务管理器内存占用率很低的情况除了好看一点之外，根本没有任何实际效果。除非你的库本身就小的可怜。