游標腳本性能問題詳解之案例實踐篇
游標類型對性能影響的實例。下面的兩個游標腳本分別創建并執行了dynamic和fast forward only兩種類型的游標。
知識補充：
關系數據庫中的操作會對整個行集起作用。由 SELECT 語句返回的行集包括滿足該語句的 WHERE 子句中條件的所有行。這種由語句返回的完整行集稱為結果集。應用程序并不總能將整個結果集作為一個單元來有效地處理。這些應用程序需要一種機制以便每次處理一行或一小部分行。游標不僅可提供這種機制，而且是對結果集的一種擴展。
游標通過執行以下操作來擴展結果集處理：
- 允許定位在結果集的特定行。
- 從結果集的當前位置檢索一行或一部分行。
- 支持對結果集中當前位置的行進行數據修改。
- 為由其他用戶對顯示在結果集中的數據庫數據所做的更改提供不同級別的可見性支持。
不理想的游標類型：(dynamic游標)
- declare @p1 int set @p1=NULL
- declare @p2 int set @p2=0
- declare @p5 int set @p5=4098
- declare @p6 int set @p6=8193
- declare @p7 int set @p7=0
- exec sp_cursorprepexec @p1 output,@p2 output,N'@P1 varchar(30),@P2 varchar(15)',
- N'
- SELECT T1.CONFLICT_ID
- FROM dbo.S_AUDIT_ITEM T1
- LEFT OUTER JOIN dbo.S_USER T2
- ON T1.USER_ID = T2.PAR_ROW_ID
- WHERE ((T1.BC_BASE_TBL = @P1)
- AND (T1.RECORD_ID = @P2))
- ORDER BY T1.OPERATION_DT DESC
- OPTION (FAST 40)
- ',
- @p5 output,@p6 output,@p7 output,'1-10350J','S_PARTY'
- print 'fetch'
- exec sp_cursorfetch @p2,2,4,1
- exec sp_cursorclose @p2
理想的游標類型(fast forward only游標)
- declare @p1 int set @p1=NULL
- declare @p2 int set @p2=0
- declare @p5 int set @p5=4112
- declare @p6 int set @p6=8193
- declare @p7 int set @p7=0
- exec sp_cursorprepexec @p1 output,@p2 output,N'@P1 varchar(30),@P2 varchar(15)',
- N'
- SELECT T1.CONFLICT_ID
- FROM dbo.S_AUDIT_ITEM T1
- LEFT OUTER JOIN dbo.S_USER T2
- ON T1.USER_ID = T2.PAR_ROW_ID
- WHERE ((T1.BC_BASE_TBL = @P1)
- AND (T1.RECORD_ID = @P2))
- ORDER BY T1.OPERATION_DT DESC
- OPTION (FAST 40)
- ',
- @p5 output,@p6 output,@p7 output,'S_SRV_REQ','1-WUQTM6'
- select @p1, @p2, @p5, @p6, @p7
- print '2'
- exec sp_cursorfetch @p2,2,1,1
- print '3'
- exec sp_cursorclose @p2
注：腳本中用到的和游標有關的存儲過程，請參考：http://jtds.sourceforge.net/apiCursors.html#_sp_cursorprepexec
一、如何解讀游標的類型
- sp_cursorprepexec [@handle =] statement_handle OUTPUT,
- [@cursor =] cursor_handle OUTPUT,
- [@paramdef =] N'parameter_name data_type, [,...n]'
- [@stmt =] N'stmt',
- [, [@scrollopt =] scroll_options OUTPUT]
- [, [@ccopt =] concurrency_options OUTPUT]
- [, [@rowcount =] rowcount OUTPUT]
- @scrollopt
[@ccopt
@p5=4098 轉成16進制就是1002，對應的游標類型為Parameterized query + Dynamic cursor
@p5=4112 轉成16進制就是1010，對應的游標類型為Parameterized query + Fast forward-only cursor
問題的現象是，左邊的游標類型下，該腳本執行時間遠大于右邊的游標類型。
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二、如何比較兩個不同執行計劃的優劣
在繼續以下內容之前，這里要介紹一些查看和比較語句執行計劃的知識。通常情況下，我們從management studio中輸出圖形界面的執行計劃進行直觀的比較，查看每個表用的訪問方式，使用index還是table scan，使用了哪個index，表和表之間使用的join 方式有什么不一樣。但是如果是一個復雜的語句，在不同的數據庫上使用了不同的執行計劃，對于同樣表的訪問，使用了不同的index，如何比較哪種執行計劃更加優化呢?比較整個語句的執行時間是一種方法，但是這個比較的結果并不準確。語句的執行時間很容易受到其他外在因素的影響：
1. 不同機器上CPU，memory和disk的性能會影響執行時間。
2. 測試的時候有沒有其他人在使用同樣的數據造成阻塞
3. 其他人堆數據庫的使用占用了系統資源
以上這些原因都有可能影響的語句的執行時間，從而影響到我們對語句性能結果的比較。因此我們不能把語句的執行時間作為衡量語句性能的標準。
這里介紹一種比較語句cost的方法。我們對于語句cost的衡量，主要是通過比對語句總的logical reads.
我們可以通過在management studio里的query window 執行”set statistics io on” ，在當前窗口中對所有執行的語句輸出信息：
- set statistics io on
- select * from dbo.test_TicketFact
- set statistics io on
執行語句兩次，以消除physical reads和read-ahead reads的影響。
輸出的結果如下：
- (320 row(s) affected)
- Table 'test_TicketFact'. Scan count 1, logical reads 3, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
這里打印出來了語句中訪問過的table的訪問次數，總共的logical reads，physical reads等信息
這里我們需要關注的是logic reads的值，這個值實際上決定了對于IO和DISK以及內存的消耗。當語句是第一次執行，我們會看到physical reads的數字，以,而當語句第二次執行的時候，這些數據已經被讀到memory里面了，因此我們會看到physical read和read-ahead reads都變為0，而logical reads的值就變成了語句所有使用的data的量。
為什么logic reads是我們需要關注的值呢?因為logic reads決定了語句要訪問數據的量。如果我們的系統瓶頸在IO上，一旦語句需要訪問的數據從內存里面清除，這個語句原本所有的logic reads會全部轉為physical reads.因此那些大量使用logic reads就是可能導致大量physical reads的元兇。如果我們的bottleneck是CPU，這些做大量logical reads的語句同樣有可能導致大量的memory 讀，而讀memory是需要消耗CPU資源的。因此，無論是CPU，memory還是DISK的瓶頸，那些做大量logical reads的語句都非?？赡苁窃斐蓡栴}的原因。
由以上內容，我們可以得出結論，語句的性能好壞，取決與這個語句做了多少logical reads.因此，如果同樣的語句，使用了不同的執行計劃，那么總的logical reads低的那個執行計劃就是相對優化的。
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三、分析本案例中兩種游標的執行計劃
現在我們回到需要研究的腳本，在這里，語句是一樣的，不同的只是游標的類型。不同的執行時間說明很可能這個語句使用了不同的執行計劃。現在問題變成了，同樣語句使用了不同的執行計劃，得到了不同的執行時間。我們首先從”set statistics io on” 的結果入手：
1.左邊使用dynamic游標有大量的邏輯讀，情況如下：
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'S_AUDIT_ITEM'. Scan count 1, logical reads 9770695, physical reads 0, read-ahead reads 1, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
2．而右邊使用fast forward only游標只有三次邏輯讀，情況為：
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'Worktable'. Scan count 0, logical reads 0, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
- Table 'S_AUDIT_ITEM'. Scan count 1, logical reads 3, physical reads 0, read-ahead reads 0, lob logical reads 0, lob physical reads 0, lob read-ahead reads 0.
從這里輸出的結果的區別，說明了在table S_AUDIT_ITEM上SQL Server使用了不同的訪問方式
接下來我們分析兩個腳本的執行計劃：
1. dynamic游標對應的不理想的執行計劃中，SQL Server選擇了索引掃描(index scan)及索引S_AUDIT_ITEM_M4來查閱S_AUDIT_ITEM表。因此我們會在這里看到大量的IO。
這個索引掃描實際上訪問了整張表的數據。
2.而fast forward only游標對應的理想的執行計劃中，SQL Server選擇的是索引查找(index seek)及索引S_AUDIT_ITEM_M3來查閱S_AUDIT_ITEM表。所以我們只看到3個邏輯讀。索引S_AUDIT_ITEM_M3包含4個列，第一個列是RECORD_ID。另外，在語句中，有WHERE條件T1.RECORD_ID=@P2
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四、嘗試解決問題
首先我們嘗試更新統計信息：UPDATE STATISTICS ON S_AUDIT_ITEM WITH FULLSCAN，但是這個操作在此問題案例中沒有作用。
從以上的分析中，我們已經發現，如果使用index S_AUDIT_ITEM_M3訪問S_AUDIT_ITEM表，得到的執行計劃非常好，我們可以直接用index hint來解決這個問題：
- declare @p1 int set @p1=NULL
- declare @p2 int set @p2=0
- declare @p5 int set @p5=4098
- declare @p6 int set @p6=8193
- declare @p7 int set @p7=0
- exec sp_cursorprepexec @p1 output,@p2 output,N'@P1 varchar(30),@P2 varchar(15)',
- N'
- SELECT T1.CONFLICT_ID
- FROM dbo.S_AUDIT_ITEM T1 with (INDEX=S_AUDIT_ITEM_M3) /* 解決方案2 */
- LEFT OUTER JOIN dbo.S_USER T2
- ON T1.USER_ID = T2.PAR_ROW_ID
- WHERE ((T1.BC_BASE_TBL = @P1)
- AND (T1.RECORD_ID = @P2))
- ORDER BY T1.OPERATION_DT DESC
- OPTION (FAST 40)
- ',
- @p5 output,@p6 output,@p7 output,'1-10350J','S_PARTY'
- print 'fetch'
- exec sp_cursorfetch @p2,2,4,1
- exec sp_cursorclose @p2
