SQL Server內部的記憶體管理

1、記憶體使用量分類

按用途分類
1）Database cache（資料頁面）。SQL Server中的頁面都是以8KB為一個頁面儲存的。當SQL Server需要用到某個頁面時，它會將該頁面讀到記憶體中，使用完後會緩衝在記憶體中。在記憶體沒有壓力的情況下，SQL Server不會將頁面從記憶體中刪除。如果SQL Server感覺到記憶體的壓力時，會將最長時間沒有使用的頁面從記憶體中刪除來空出記憶體。
2）各類Consumer（功能組件）
Connection的串連資訊
General：一組大雜燴。語句的編譯、範式化、每個鎖資料結構、事務上下文、表格和索引的中繼資料等
Query Plan：語句和預存程序的執行計畫。和Database cache類似，SQL Server也會將執行計畫緩衝以供將來使用，減少編譯時間。
Optimizer：產生執行計畫的過程中消耗的記憶體。
Utilities：像BCP、Log Manager、Backup等比較特殊的操作消耗的記憶體。
3）線程記憶體：存放進程內每個線程的資料結構和相關資訊消耗的記憶體，每個線程需0.5MB的記憶體。
4）第三方代碼消耗的記憶體：SQL Server的進程裡，會運行一些非SQL Server自身的代碼。例如：使用者定義的CLR或Extended Stored PRocedure代碼。
按申請方式分類
1）預先Reserve一塊大的記憶體，然後在使用的時候一塊一塊的Commit。Database Page是按這種方式申請的。
2）直接用Commit方式申請的記憶體，成為Stolen方式。除了Database Page之外其他記憶體基本都是按這種方式申請的。
按申請記憶體的大小分類
1）申請小於等於8KB為一個單位的記憶體，這些記憶體稱為Buffer Pool

2）申請大於8KB為一個單位的記憶體，這些記憶體稱為Multi-Page（或MemToLeave）

SQL Server對於Database cache都是採用先Reserved後Commit的方式申請的，而資料頁都是以8KB為單位進行申請的。
對於Consumer中的記憶體申請，一般都是按Stolen方式申請的，且大多數的執行計畫的大小都是小於8KB的，少數特別複雜的預存程序的執行計畫會超過8KB，預設的串連的資料包是4KB，除非用戶端特別設定了超過8KB（不建議）
第三方代碼的記憶體申請一般是按Stolen方式申請的，個別比如CLR中可能會用Reserved/Commit的方式申請。
線程的記憶體每個都以0.5MB的方式申請，自然是放在MemToLeave中。
之所以花了這麼大篇幅來講SQL Server的記憶體分類，是因為SQL Server尤其是32位的SQL Server對不同種類的記憶體的申請大小是不一樣的，對Commit、Stolen和MemTOLeave等類型的記憶體是有限制的。因此會出現系統中還有空閑記憶體，但是SQL Server不會申請使用的現象。
2、SQL Server記憶體使用量情況的分析
一般來說有兩種方式，第一種就是用來分析系統記憶體情況時使用的用效能計數器來分析，第二種是使用動態管理檢視（DMV，只適用於SQL Server2005和2008）
1）SQL Server效能計數器
SQLServer：Memory Manager：Total Server Memory（KB)：SQL Server緩衝區提交的記憶體。不是SQL Server總的使用記憶體，只是Buffer Pool中的大小。
SQLServer：Memory Manager：Target Server Memory（KB）：伺服器可供SQL Server使用的記憶體量。一般是由SQL Server能訪問到的記憶體量和SQL Server的sp_Configure配置中的Max Server Memory值中的較小值算得。
SQLServer：Memory Manger：Memory Grants Pending：等待記憶體授權的進程總數。如果該值不為0，說明當前有使用者的記憶體申請由於記憶體壓力被延遲，這意味著比較嚴重的記憶體瓶頸。
SQLServer：Buffer Manager：Buffer Cache Hit Ratio：資料從緩衝區中找到而不需要從硬碟中去取的百分比。SQL Server在運行一段時間後，該比率的變化應該很小，而且都應該在98%以上，如果在95%以下，說明有記憶體不足的問題。
SQLServer：Buffer Manager：Lazy Writes/Sec：每秒鐘被惰性編輯器（Lazy writer）寫入的緩衝數。當SQL Server感覺到記憶體壓力的時候，會將最久沒有使用的資料頁面和執行計畫從緩衝池中清理掉，做這個動作的就是Lazy Writer。
SQLServer：Buffer Manager：Page Life Expectancy：頁面不被引用後，在緩衝池中停留的秒數。在記憶體沒有壓力的情況下，頁面會一直待在緩衝池中，Page Life Expectancy會維持在一個比較高的值，如果有記憶體壓力時，Page Life Expectancy會下降。所以如果Page Life Expectancy不能維持在一個值上，就代表SQLServer有記憶體瓶頸。
SQLServer：Buffer Manager：Database Pages ：就是Database Cache的大小。
SQLServer：Buffer Manager：Free Pages：SQL Server中空閑可用的大小。
SQLServer：Buffer Manager：Stolen Pages：Buffer Pool中Stolen的大小。
SQLServer：Buffer Manager：Total Pages： Buffer Pool的總大小（等於Database Pages+Free Pages+Stolen Pages）。該值乘以8KB，應該等於Memory Manager：Total Server Memory的值。
從上面這些計數器中我們就能瞭解SQL Server的記憶體使用量情況，結合前面說的系統層的計數器大概能看出是否存在記憶體瓶頸。
2）記憶體動態管理檢視
在SQL Server 2005以後，SQL Server的記憶體管理是使用Memory Clerk的方式統一管理。所有的SQL Server的記憶體的申請或釋放，都需要通過它們的Clerk，SQL Server也通過這些Clerk的協調來滿足不同需求。通過查詢這些DMV，可以得到比用效能計數器更加詳細的記憶體使用量情況。
我們可以通過下面的查詢語句來檢測SQL Server的Clerk的記憶體使用量情況。
使用sys.dm_os_memory_clerks查看記憶體使用量情況
SELECT type, --Clerk的類型
sum(virtual_memory_reserved_kb) as vm_Reserved_kb, -- 保留的記憶體
sum(virtual_memory_committed_kb) as vm_Committed_kb, --提交的記憶體
sum(awe_allocated_kb) as awe_Allocated_kb, -- 開啟AWE後使用的記憶體
sum(shared_memory_reserved_kb) as sm_Reserved_kb, -- 共用的保留記憶體
sum(shared_memory_committed_kb) as sm_Committed_kb, -- 共用的提交記憶體
sum(single_pages_kb) as SinlgePage_kb, --Buffer Pool中的Stolen的記憶體
sum(multi_pages_kb) as Multipage_kb -- MemToLeave的記憶體
FROM sys.dm_os_memory_clerks
GROUP BY type
ORDER BY type
從上面的查詢語句，我們可以算出前面提到的記憶體大小
Reserved/Commit = sum(virtual_memory_reserved_kb) / sum(virtual_memory_committed_kb)
Stolen = sum(single_pages_kb) + sum(multi_pages_kb)
Buffer Pool = sum(virtual_memory_committed_kb) + sum(single_pages_kb)
MemToLeave = sum(multi_pages_kb)
通過上面的介紹我們可以知道SQL Server總體和各部分記憶體的使用方式，如果我想知道資料頁的緩衝中到底緩衝了哪些資料，這些資料是屬於哪個資料庫的哪個表中的呢？執行計畫又是緩衝了哪些語句的執行計畫呢？這也可以通過DMV查看的到。
查看記憶體中的資料頁面緩衝的是哪個資料庫的哪個表格的資料
declare @name nvarchar(100)
declare @cmd nvarchar(1000)
declare dbnames cursor for
select name from master.dbo.sysdatabases
open dbnames
fetch next from dbnames into @name
while @@fetch_status = 0
begin
set @cmd = 'select b.database_id, db=db_name(b.database_id),p.object_id,p.index_id,buffer_count=count(*) from '
--這裡的object_id代表是SQL Server中的對象號,index_id代表是索引號,buffer_count代表的是頁面數
+ @name + '.sys.allocation_units a, '
+ @name + '.sys.dm_os_buffer_descriptors b, ' + @name + '.sys.partitions p
where a.allocation_unit_id = b.allocation_unit_id
and a.container_id = p.hobt_id
and b.database_id = db_id(''' + @name + ''')
group by b.database_id,p.object_id, p.index_id
order by b.database_id, buffer_count desc'
exec (@cmd)
fetch next from dbnames into @name
end
close dbnames
deallocate dbnames
go
-- 根據上面取出來的@object_id找出是哪個資料庫的哪個表
SELECT s.name AS table_schema, o.name as table_name --使用的就是table_schema.table_name表
FROM sys.sysobjects AS o INNER JOIN
sys.schemas AS s ON o.uid = s.schema_id
WHERE (o.id = @object_id)
-- 根據上面取出來的@object_id和@index_id找出索引的名稱
SELECT id, indid, name as index_name -- index_name就是索引的名稱
FROM sys.sysindexes
WHERE (id = @object_id) AND (indid = @index_id)
-- 根據上面取出來的表名table_schema.table_name和索引的名稱index_name，還可以找出該索引是建立在哪些欄位上的
EXEC sp_helpindex 'table_schema.table_name'
查看記憶體中緩衝的執行計畫，以及執行計畫對應的語句：
-- 輸出可能較大，請小心使用
SELECT usecounts, refcounts, size_in_bytes, cacheobjtype, objtype, text
FROM sys.dm_exec_cached_plans cp CROSS APPLY sys.dm_exec_sql_text(plan_handle)
ORDER BY objtype DESC