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SQL Server误区30日谈 第12天 TempDB的文件数和需要和CPU数目保持一致

误区 #12:TempDB的文件数和需要和CPU数目保持一致

错误

    哎,由于上述误区是微软“官方”的建议,并且还有大量博文坚持这个观点,这个误区已经是老生常谈。

    但让人困惑的是SQL CAT团队给出的建议就是1:1,但这个建议是源自扩展方面的原理来说,而不是一个通用法则。因为他们所面对的大型客户数据量服务器和IO子系统都是大部分人没有机会遇到的。

    每个实例仅仅允许有一个TempDb,但需要用到TempDB的地方却有很多,所以TempDB很容易成为性能瓶颈,我想大家数人都了解这一点,而大多数人所不了解的应该是在什么情况下才需要额外的TempDB文件。

    当你看到PAGELATCH类型的阻塞时,说明遇到内存中分配位图的争用问题了。而看到PAGEIOLATCH,说明遇到I/O子系统层面的争用问题了。对于闩锁(Latch)你可以将其看作和普通锁是一种东西,但更轻量,更短,并且只会被存储引擎内部使用。

    MVP Glenn Berry 有一篇博文里有查看sys.dm_os_wait_stats的DMV。这篇博文中可以查到你的服务器造成阻塞最多的原因是什么。如果你发现是PAGELATCH型等待,你可以使用这段脚本来查看是由于FPS,GAM还是SGAM争用造成的问题。

    如果你遇到闩锁争用,可以通过跟踪标记1118或是多建一个TempDB文件来缓和这个状况(原理可以在知识库KB 328551查到),我已经写了一篇关于为什么追踪标记1118依然被需要的长博文,链接:Misconceptions around TF 1118。

    在SQL SERVER 2000时代,TempDB的文件数需要和CPU核数保持1:1的关系,在SQL SERVER 2005和2008版本这条建议也适用,但由于SQL SERVER 2005+后的优化措施(详细请看我的博文),你不再需要严格按照1:1的比例关系设置CPU核数和TempDB文件数,而是文件数和CPU核数的比例保持在1:2或是1:4就行了。

    [题外话:在SQL PASS 2011我的好朋友Bob Ward,也是SQL CSS最牛的人。给出了一个新的公式:如果CPU核数小于等于8,使其比例保持在1:1,而如果CPU核数大于8,使用8个文件,当你发现闩锁争用现象时,每次额外加4个文件]

    不过这也不能一概而论。上周我遇到一个问题,一个客户的TempDB负载大到需要32个CPU配上64个TempDB文件才能减轻闩锁争用。这是否意味着这是一个最佳实践呢?当然不是。

    那你或许有疑问,为什么1:1的比例不好呢,那是因为太多的TempDB有可能引起另一个性能问题。如果你的一条查询中某些操作(比如排序)需要使用大量的内存,但内存不够时,就需要将这些内容分配到TempDB中。当存在多个TempDB文件时,由于TempDB的循环分配机制,这有可能导致性能被拖累,对于比较大的临时表也是如此。

    那为什么循环分配机制对于TempDB存在大量文件时产生性能问题呢?有如下几种可能:

  •     循环分配算法是针对文件组而言,而对于TempDB只能存在一个文件组。当这个文件组包含16或32个文件时,由于循环分配算法的线程有限,但对于大量文件的TempDB依然需要做一些额外的同步工作,因此这部分工作会造成性能损失
  •     TempDB的文件大小不一致,则有可能导致某个单独文件的自动增长,从而造成热点IO。
  •     当缓冲区需要通过LazyWriter释放一些空间时(TempDB的Checkpoint不会做写回操作),多个TempDB文件有可能导致IO子系统的随机读写问题,这会导致IO方面的性能问题。   

    所以这个选择让你进亦忧,退亦忧。到底多少TempDB文件才是合适的呢?我也不能给你具体答案,但是基于我多年咨询经验以及出席各种大会的经验,我可以给你一个指导方针---当为了解决闩锁争用时为TempDB创建多个文件要小心,仅仅在必须情况下才额外增加TempDB文件。也就是你需要在可扩展性和性能之间取得一个平衡。

    希望上面的指导方针对你有帮助。

    PS:回应一些评论:TempDB的文件没有必要分布在多个存储器之间。如果你看到PAGELATCH类型的等待,即使你进行了分布也不会改善性能,而如果PAGEIOLATCH型的等待,或许你需要多个存储器,但这也不是必然-有可能你需要讲整个TempDB迁移到另一个存储系统,而不是仅仅为TempDB增加一个文件。这需要你仔细分析后再做定夺。

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