參數嗅探(Parameter Sniffing)(1/2)


這個問題會在參數話的SQL語句(例如存儲過程)與SQL Server里的計划緩存機制結合的時候會出現。這個文章分為2個部分,第1部分會介紹下參數嗅探(Parameter Sniffing)的概況,第2部分我們介紹下如何解決這個問題。

什么是參數嗅探(Parameter Sniffing)

在SQL Server里當你執行參數話的SQL查詢時,查詢優化器會基於第一個提供的參數值編譯執行計划。然后生成的執行計划在計划緩存里緩存作為后期的重用。這就是說SQL Server后續會直接重用這個計划,而不管每次你提供的不同參數值。我們需要識別2類參數值:

  • 參數編譯值(Compile time values)
  • 參數運行值(Runtime values)

參數編譯值是用於查詢優化器生成物理執行計划的值。參數運行值是提供給執行計划運行的值。對於第一次執行這些值是一致的,但接下來的執行,這些值就很可能不同了。這就會帶來嚴重的性能問題,因為執行計划只為編譯值而優化的,不是為你接下來提供的不同運行值而優化。

如果你在第一次查詢執行的時候提供了一個特定值,然后查詢優化器選擇了非聚集索引查找和書簽查找運算符從你表里來獲取所有查詢列。這樣的執行計划只對特定值有意義,非特定值的話,你的邏輯讀數就會很高,SQL Server會選擇全表掃描,忽略定義的非聚集索引。SQL Server選擇這2個計划的決定點就是所謂的臨界點(Tipping Point)

如果書簽查找的計划被緩存,SQL Server就不會理會輸入值,盲目重用緩存的計划。這個情況下SQL Server的保護機制就失效了,只從計划緩存里執行緩存的計划。作為副作用,你的IO成本(邏輯都)就會爆表,查詢的性能就會非常糟糕。我們來演示下這個情況,下面的腳本會創建一個簡單的表,在表的第2列有不平均的數據分布(就第1條值是1,剩下的1499條值都是2)。

 1 -- Create a test table
 2 CREATE TABLE Table1
 3 (
 4     Column1 INT IDENTITY,
 5     Column2 INT
 6 )
 7 GO
 8 
 9 CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_Test ON Table1(Column2)
10 
11 -- Insert 1500 records into Table1
12 INSERT INTO Table1 (Column2) VALUES (1)
13 
14 SELECT TOP 1499 IDENTITY(INT, 1, 1) AS n INTO #Nums
15 FROM
16 master.dbo.syscolumns sc1
17 
18 INSERT INTO Table1 (Column2)
19 SELECT 2 FROM #nums
20 DROP TABLE #nums
21 GO

基於這個不平均的數據分布和臨界點,對於同個邏輯查詢會有2個不同的執行計划,點擊工具欄的顯示包含實際的執行計划:

1 SELECT * FROM dbo.Table1 WHERE Column2=1
2 SELECT * FROM dbo.Table1 WHERE Column2=2

現在當你創建一個存儲過程時,查詢優化器會根據第一次提供的參數值生成執行計划,然后在接下來的執行中就會盲目重用了。

1 -- Create a new stored procedure for data retrieval
2 CREATE PROCEDURE RetrieveData
3 (
4     @Col2Value INT
5 )
6 AS
7     SELECT * FROM Table1
8     WHERE Column2 = @Col2Value
9 GO

 

1 SET STATISTICS IO ON 
2 EXEC dbo.RetrieveData @Col2Value = 1 -- int
3 EXEC dbo.RetrieveData @Col2Value = 2 -- int

現在當你用1值運行存儲過程時,只返回1條記錄,查詢優化器在執行計划里選擇書簽查找。查詢只產生3個邏輯讀。但是當你用2值運行存儲過程時,緩存的計划被重用,書簽查找反復執行1499次。每條記錄上都執行!查詢現在產生了1505個邏輯讀。這和剛才的執行完全不同。當你看查看2值里執行計划里,SELECT運算符的屬性時,在參數列表里你可以看到:

如你所見它們是不一樣的,參數編譯值是1,參數運行值是2。這就是說在你面前的執行都是基於參數值1而優化的,但實際上你傳給存儲過程的參數值是2。這就是SQL Server里的參數嗅探(Parameter Sniffing)問題。

小結

 如你所見,在SQL Server里很容易碰到這個問題。每次你使用參數話的SQL查詢(像在存儲過程里),當表數據分布不平均,提供的非聚集索引沒有覆蓋到查詢列時,你就會碰到這個問題。這里我們只介紹了這個問題,下篇文章我會向你展示如何處理這個問題,即SQL Server向你提供了哪些方案來解決這個問題

參考文章:

https://www.sqlpassion.at/archive/2014/10/20/parameter-sniffing-part-1/


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