In-Memory：在內存中創建臨時表和表變量

在Disk-Base數據庫中，由於臨時表和表變量的數據存儲在tempdb中，如果系統頻繁地創建和更新臨時表和表變量，大量的IO操作集中在tempdb中，tempdb很可能成為系統性能的瓶頸。在SQL Server 2016的內存（Memory-Optimized）數據庫中，如果考慮使用內存優化結構來存儲臨時表，表變量，表值參數的數據，那么將完全消除IO操作的負載消耗，發揮大內存的優勢，大幅提高數據庫的性能。

在SQL Server 2016中，能夠直接創建內存優化的表類型，表變量和表值參數的數據只存儲在內存中；不能直接在內存中創建臨時表，但是，SQL Server提供一個變通方法（Workaround），通過行級安全RLS（Row-Level-Security）控制，指定只有當前Session才能訪問特定的數據，將內存優化表轉換為Session級別的臨時表，間接實現臨時表的局部性和自動清空特性。

一，內存優化表類型（Memory-Optimized Table Type）

內存優化表類型定義的表變量，表值參數能夠大幅提高效率（efficiency），有4個顯著的特點：

• 數據僅存儲在內存中，在讀寫數據時，不會產生任何的IO消耗，消除了tempdb的競爭和利用率；
• 必須有一個索引，Hash 或 Nonclustered 都行；每一個內存優化表必須創建一個索引；
• 只需要指定啟用內存優化：MEMORY_OPTIMIZED = ON，只持久化Schema；
• 必須先創建表類型，后創建表值變量；

1，創建內存優化表類型

CREATE TYPE dbo.TypeTable  
AS TABLE  
(  
Column1  INT NOT NULL,  
Column2  VARCHAR(10) NOT NULL,
INDEX idxName　NONCLUSTERED(Column1)
)  
WITH(MEMORY_OPTIMIZED = ON); 

2，創建內存優化表變量

declare @Table dbo.TypeTable 

二，創建“臨時內存優化表”

在Disk-Base數據庫中，局部臨時表#temp的作用域是session，創建在tempdb中，一旦session生命周期結束，系統自動回收其存儲空間。在SQL Server 2016中，不能直接在tempdb中創建內存優化表。要使用臨時內存優化表，有一個變通的方法，在DB中創建內存優化表，通過Row-Level-Security控制Session能夠訪問的數據行，間接實現Session級別的臨時表。

Step1，創建內存優化表，只持久化Table Schema

CREATE TABLE dbo.SessionTempTable  
(  
    Column1 INT NOT NULL,  
    Column2 NVARCHAR(4000) NULL,  
    SpidFilter SMALLINT NOT NULL　DEFAULT (@@spid),  
    INDEX ix_SpidFiler NONCLUSTERED (SpidFilter),  
    --INDEX ix_SpidFilter HASH (SpidFilter) WITH (BUCKET_COUNT = 64),  
    CONSTRAINT CHK_soSessionC_SpidFilter CHECK ( SpidFilter = @@spid ),  
)  
WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY = SCHEMA_ONLY);  
go 

Step2，創建RLS，控制用戶只能訪問當前Session的數據

推薦為Predicate function 和 Security Policy創建單獨的Schema，然后在該Schema下創建Predicate function 和 Security Policy，對於Predicate function必須使用 NATIVE_COMPLIATION選項創建。

create schema rls
authorization dbo;

CREATE FUNCTION rls.fn_SpidFilter
(@SpidFilter smallint)  
RETURNS TABLE  
WITH SCHEMABINDING , NATIVE_COMPILATION  
AS  
RETURN  
    SELECT 1 AS fn_SpidFilter  
    WHERE @SpidFilter = @@spid;  
go

CREATE SECURITY POLICY rls.soSessionC_SpidFilter_Policy  
ADD FILTER PREDICATE rls.fn_SpidFilter(SpidFilter)  
ON dbo.SessionTempTable  
WITH (STATE = ON);  
go 

Step3，使用內存優化臨時表

• 表名替換：使用 dbo.Temp 代替 #Temp；
• 不能創建和刪除臨時表：
  • 移除代碼“create table #temp”，使用“delete from dbo.Temp”子句取代，將舊數據清空；
  • 移除代碼“drop table #temp”，建議使用 “delete from dbo.Temp” 子句，在當前Session結束前將當前Session產生的數據清空，節省內存空間；

雖然臨時表的使用和管理有點麻煩，但是，這點麻煩和大幅的性能提升來比，微不足道，建議使用內存優化表來代替臨時表，體驗飛一般的速度。

三，維護

1，通過RLS來創建內存臨時表，如何清理臨時表占用的內存空間？

試想出現異常，在當前Session將海量數據插入到臨時表之后，Session異常終止，此時，Session沒有來得及清空（Purge）臨時表中的數據，這些數據仍然駐留在內存中。如果這種異常出現的頻率很高，那么會導致內存優化表消耗大量的系統內存，必須有機制來定期清理臨時表占用的內存空間。

step1，創建一個用戶，RLSAdmin，授予db_owner的權限

--create User
create user RLSAdmin without login;
alter role db_owner
add member RLSAdmin;
go

step2，修改Predicate Function，如果用戶是RLSAdmin，允許訪問Base Table的所有數據行；

--create predicate function
CREATE FUNCTION rls.fn_SpidFilter
(@SpidFilter smallint)  
RETURNS TABLE  
WITH SCHEMABINDING , NATIVE_COMPILATION  
AS  
RETURN  
    SELECT 1 AS fn_SpidFilter  
    WHERE @SpidFilter = @@spid or User_Name()='RLSAdmin';  
go

step3，創建Schedule，定期檢查數據庫中的臨時表，如果發現臨時表中的存在未被清理的無效數據，那么刪除該部分數據，釋放內存。

execute as RLSAdmin;

delete temp
from dbo.SessionTempTable temp
left join sys.dm_exec_sessions s
    on temp.SpidFilter=s.session_id 
        and s<>@@spid 
        and s.session_id>50
where s.session_id is null; 

revert;

該腳本僅僅提供一種思路，在產品環境中，需要多測試，以防錯誤刪除數據。

 

參考文檔：

Memory-Optimized Table Variables

Faster temp table and table variable by using memory optimization

Improving temp table and table variable performance using memory optimization

CREATE TYPE (Transact-SQL)

Indexes for Memory-Optimized Tables