SQL 2014新特性- Delayed durability

ACID 是數據庫的基本屬性。其中的D是指"持久性"：只要事務已經提交，對應的數據修改就會被保存下來，即使出現斷電等情況，當系統重啟后之前已經提交的數據依然能夠反映到數據庫中。

   

那么D特性是如何在SQL Server中實現的呢？SQL Server使用write-ahead logging的方式，保證日志記錄會先於數據記錄固化到磁盤中。當事務提交后，只有當日志記錄固化到磁盤時，才會向客戶端返回提交成功的消息，至於相應的數據記錄，會通過異步的方式后續寫入到磁盤中。如果在此期間發生斷電等故障，那么就會出現以下兩種情況：

1. 日志已經寫入到磁盤（committed)，但數據沒有寫入：

   系統重啟后進行redo操作，通過讀取日志，來將沒有固化到數據文件的信息寫入到數據文件。

2. 部分日志已經寫入到磁盤(uncommitted)，數據部分寫入或沒有寫入

   系統重啟后執行undo操作，將沒有提交的事務對應的數據從數據文件中清除。

   

這樣就保證了已經提交的事務不會丟失。

   

Delayed durability

SQL Server 2014中引入了一個新的特性，叫做Delayed durability（也稱作lazy commit)，顛覆了之前提到的概念。通過Delayed durability,可以讓日志記錄按照一定規律異步地寫入到日志文件中，避免日志磁盤寫入過於頻繁。這樣就以犧牲Durability來換取性能。

   

應用場景：

使用該特性的前提是您的應用可以容忍一定程度的數據丟失。

日志磁盤出現系統瓶頸。

由於日志磁盤性能問題，導致事務無法提交，導致相應的資源(memory,lock等）無法釋放引發的資源競爭

   

Delayed Durability有以下特性：

1. 一旦事務提交，事務中的數據變更對其他事務（包含full durable transaction和delayed durability transaction)可見。具體請參考isolation level http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dn133175.aspx
2. 事務的持久性（durability)依賴於日志記錄是否固化到磁盤。
3. 內存中的日志記錄只有在任意以下情況發生時才會固化到磁盤:
   1. )Full durable transaction進行了數據變更，並且commit.
   2. )執行了sp_flush_log存儲過程.
   3. )Log buffer滿了，日志記錄也會固化到磁盤.

如果1)或2)出現兩次，那么SQLSERVER會保證第一次之前的Delayed durability transaction的數據變更已經被固化到了磁盤。

   

如何使用Delayed durability

Delayed durability是一個數據庫級別的特性，默認是禁用的，我們首先要開啟這個選項。

ALTER DATABASE [DDtest] SET DELAYED_DURABILITY = FORCED|Allowed|Disabled

   

如果是forced，那么該數據庫內所有的事務都強制使用delayed durability;如果是allowed，那么delayed durability和full durable transaction可以同時存在;如果是disabled，那么無法使用delayed durability.

   

   

當該屬性發生變化后，errorlog中也會有相應的記錄

Setting database option delayed_durability to forced for database 'DDtest'.

Setting database option delayed_durability to allowed for database 'DDtest'.

Setting database option delayed_durability to disabled for database 'DDtest'.

   

   

如果數據庫的DELAYED_DURABILITY為Allowed,我們可以在語句級別進行控制，否則就要遵循數據庫的設定了（如果語句的設定和數據庫級別設定沖突，那么SQL Server會使用數據庫級別的設定）。

   

事例

將數據的 DELAYED_DURABILITY設置為Allowed

ALTER DATABASE [DDtest] SET DELAYED_DURABILITY = Allowed

   

創建一張表，並循環插入1000行數據，每次插入都是一個單獨的事務

create table ta(col int)

 

declare @N int=0

while @n<1000

begin

begin tran

insert ta values(1)

commit tran with(delayed_durability=off)

set @N+=1

print cast(@N as varchar(1000))

end

   

開啟Process Monitor，監控對數據庫日志文件的操作。

一共對日志文件進行了1012次的寫入操作，也就是每次commit都會立刻固化到日志文件

   

   

下面比較一下使用delayed durability的情況

declare @N int=0

while @n<1000

begin

begin tran

insert ta values(1)

commit tran with(delayed_durability=on)

set @N+=1

print cast(@N as varchar(1000))

end

1000個事務只觸發了32次寫入，大大地減少了對日志文件的寫入操作。

   

   

注意事項

1. 當系統不忙時，也會主動將delayed durability的日志記錄固化到磁盤。但目前不知道如何判斷"不忙"這個標准。
2. checkpoint不會將delayed durability的日志記錄固化到磁盤。
3. SQL Server正常關閉不會將delayed durability的日志記錄固化到磁盤，也就說正常關閉也可能會導致數據丟失，建議之前先執行sp_flush_log。