查詢優化器基於當前的統計信息和參數，衡量開銷之后，選擇“最優”的執行計划，需要注意的是，“最優”是相對的，優化器不可能窮舉所有的執行計划來評估其開銷，這個“最優”的標准是對當前參數和當前的統計信息來說的，優化器從生成的備選執行計划中選擇開銷最小的。由於執行計划的編譯和生成是很耗費資源和時間的，因此，SQL Server會把生成的任一執行計划緩存起來，以便重用。
由於關系表的數據和結構可能發生改變，數據更新會導致統計信息過時，而之前的參數可能不具有代表性，使得已生成的執行計划不能代表其他參數值，導致查詢性能低下。因此，應當監控執行計划的性能，當發現參數嗅探問題時，應該及時修改代碼以重編譯；當發現統計信息過期時，應及時更新統計信息等。
一，緩存機制
SQL Server使用特定的緩存機制，以重用第一次執行查詢時生成的執行計划，總的來說，SQL Server內部有以下四種執行計划緩存機制：
- Ad hoc 查詢緩存
- 參數化Ad Hoc查詢緩存
- sys.sp_executesql 執行的查詢，是一種參數化的查詢語句
- 存儲過程
對於Adhoc查詢的緩存，是SQL Server自動進行的，用戶不能干預，而后兩種是用戶可以干預的，用戶可以通過優化代碼來復用“模板化”的查詢。所謂模板化語句，是指除了個別的常量發生變化之外，語句主體不變，可以把變化的常量作為一個參數，不變的語句主體作為一個模板來處理，SQL Server優化器把這個模板編譯成執行計划，傳入不同的參數會使用相同的執行計划。
1，Ad Hoc查詢緩存
對於任意一個Ad Hoc查詢，SQL Server都會緩存它的執行計划，但是，只有當批處理語句的文本完全匹配時，才會復用已緩存的執行計划，完全匹配的處理過程是:
- SQL Server根據批處理語句的文本計算出一個Hash值，對后續的Ad Hoc查詢的文本同樣計算Hash值，當兩個Hash值相同時，說明兩個批處理的文本完全相同，相當於同一個查詢的重復執行，SQL Server優化器會復用已緩存的執行計划。
- 如果Ad Hoc查詢的文本有任意一個字符發生變化（比如，大寫字符變小寫字符，不同的換行，多了一個空格等），都會導致計算出的Hash值不同，進而不能復用執行計划。也就是說，Ad Hoc查詢的文本必須完全匹配才能復用執行計划。
大量的Ad Hoc查詢緩存會占用計划緩存的空間，這些緩存可能只會被使用一次，以后再也不會被使用。如果數據庫系統中存在大量的一次性查詢語句，應設置Server 級別的性能優化選項：Optimize for Ad hoc Wrokloads。
“針對即席工作負載進行優化”是一個Server級別的性能優化選項，用於提高包含許多臨時批處理的工作負載的計划緩存的效率，如果把該選項設置為True，則數據庫引擎在首次編譯批處理時只保留計划緩存中的一個存根，而不是存儲整個執行計划。當再次調用該批處理時，數據庫引擎識別出該批處理在之前被執行過，進而從計划緩存中刪除該執行計划的存根，並把完全編譯的執行計划添加到計划緩存中。當非參數化的Ad-Hoc查詢較多時，可以避免計划緩存存儲過多的不會被復用的執行計划。
2，參數化Ad-Hoc
SQL Server 自主決定是否把查詢中的常量作為參數來對待，除了常量不同之外，其他語句主體都相同，這就是這個查詢語句的模板，不同的參數使用相同的執行計划。
例如，對於以下兩個查詢語句，除了常量1和2不同之外，其他語句都相同，
select ID, Name from dbo.Users where ID=1 select ID, Name from dbo.Users where ID=2
SQL Server對該語句做參數化處理，得到模板，只要語句符合該模板，優化器就復用已緩存的執行計划。
select ID, Name from dbo.Users where ID=@id
3，Prepared 查詢緩存
用戶使用sys.sp_executesql 控制參數和模板，只要模板相同，而參數不同，都可以復用已緩存的執行計划。
4，存儲過程
用戶創建的存儲過程，在第一次執行時，編譯和生成執行計划，並緩存到計划緩存中，當下次調用相同的存儲過程，即使使傳遞的參數不同，SQL Server都會復用執行計划。
二，參數嗅探
參數嗅探是指在創建存儲過程，或者參數化查詢的執行計划時，根據傳入的參數進行預估並生成執行計划。SQL Server生成的執行計划對當前參數來說是最優的，而對其他大多數參數來說，是非常低效的。有些時候，針對一個查詢的第一次傳參，已經產生了一個執行計划，當后續傳參時，由於存在對應參數的數據分布等問題，導致原有的執行計划無法高效地響應查詢請求，這就出現參數嗅探問題。
參數嗅探的本質是優化器根據參數來生成的執行計划不是最優的，導致優化器在復用執行計划時，語句的查詢性能變得十分低下。對於參數嗅探問題，必須重新生成執行計划，可以使用語句重編譯，編譯提示（optimize for）等功能來避免。
三，影響執行計划復用的因素
SQL Server不會永久保存計划的緩存，並且存在緩存中的執行計划也不會永久不變，每個計划都會有一個Age值，當SQL Server探測到內存壓力時，會觸發Lazy Writer進程，用於清空所有的臟頁，釋放數據緩存。當掃面到計划緩存時，會降低Age值，當復用一次計划時，會增加Age值。當系統遇到內存壓力，或Age值降到0時，執行計划會被移除內存。
除了這兩個條件之外，當遇到下面的條件時，執行計划一會被移除內存，被重新編譯：
- 查詢引用的基礎表的結構被更改
- 查詢引用的索引被更改或被刪除
- 查詢引用的統計信息被更新
- 執行計划被強制重新編譯（詳見本問第四小節）
- 單一查詢中混合了DDL和DML操作，也稱為延遲編譯
- 在查詢中修改set選項
- 查詢所用到的臨時表的結構被修改
- 等等
在執行計划執行過程中，執行計划被重新編譯，是優化器根據表結構，索引結構和統計信息做出優化的結構，目的是為了避免繼續使用不合適的執行計划。
四，強制重新編譯執行計划
修改存儲過程，觸發器等模塊（Module）能夠使其執行計划重新編譯，除此之外，還有其他方法，能夠強制重新編譯執行計划
1，標記，下次重新編譯
使用該存儲過程，標記一個執行模塊（SP，Trigger，User-Defined Function）在下次執行時，重新編譯執行計划
sys.sp_recompile [ @objname = ] 'object'
2，不復用執行計划
在創建存儲過程時，使用WITH RECOMPILE 選項，在每次執行SP時，都重新編譯，使用新的執行計划。
CREATE PROCEDURE dbo.usp_procname @Parameter_Name varchar(30) = 'Parameter_default_value' WITH RECOMPILE
3，執行時重新編譯
在執行存儲過程時，重新編譯存儲過程的執行計划
exec dbo.usp_procname @Parameter_name='Parameter_value' WITH RECOMPILE
4，語句級別的重新編譯
在SP中，使用查詢選項 option（recompile），只重新編譯該語句級別的執行計划
select column_name_list from dbo.tablename option(recompile)
SQL Server在執行查詢之后，查詢提示（RECOMPILE）指示存儲引擎將計划緩存拋棄，在下次執行存儲過程時，強制查詢優化器重新編譯，生成新的執行計划。在重新編譯時，SQL Server 優化器使用當前的變量值生成新的計划緩存。
五，控制執行計划
優化器會根據查詢選擇執行計划，選擇索引，表關聯算法等，但是，當發現優化器選擇了低效的執行計划時，可以使用hint來控制執行計划，SQL Server提供了三種類型的hint：
- 查詢提示（query hint）：告知優化器在整個查詢過程中都應用某個提示，
- 關聯提示（join hint）：告知優化器在關聯時使用特定的關聯算法
- 表提示（table hint）：告知優化器使用表掃描，還是表上特定的索引
1，查詢提示
使用option來設置查詢提示，
- 用於group by 聚合，可以控制分組的算法：hash group 和order group
- 用於控制關聯的算法， option(hash join)
- 通常情況下，優化器決定表關聯的順序，可以使用force order選項，使優化器按照join的順序來關聯， option(force order)
- 使用maxdop來確定語句執行的最大並發度，option(maxdop 1)，取消並發執行。
- 按照指定的參數來優化 option(optimize for (@para_name= constant_value))
2，關聯提示
在 join關鍵字前面使用Loop，Merge和Hash來控制關聯的算法
3，表提示
在引用的表名后面，通過with()來設置表提示 table_name with(hints)，
當使用索引時，使用 with(index(index_name))來設置，
參考文檔：