SQL Server中的Forwarded Record計(jì)數(shù)器影響IO性能的解決方法

一、簡(jiǎn)介 

    最近在一個(gè)客戶那里注意到一個(gè)計(jì)數(shù)器很高（Forwarded Records/Sec），伴隨著間歇性的磁盤等待隊(duì)列的波動(dòng)。本篇文章分享什么是forwarded record，并從原理上談一談為什么Forwarded record會(huì)造成額外的IO。

二、存放原理

    在SQL Server中，當(dāng)數(shù)據(jù)是以堆的形式存放時(shí)，數(shù)據(jù)是無(wú)序的，所有非聚集索引的指針存放指向物理地址的RID。當(dāng)數(shù)據(jù)行中的變長(zhǎng)列增長(zhǎng)使得原有頁(yè)無(wú)法容納下數(shù)據(jù)行時(shí)，數(shù)據(jù)將會(huì)移動(dòng)到新的頁(yè)中，并在原位置留下一個(gè)指向新頁(yè)的指針，這么做的原因是由于使得當(dāng)出現(xiàn)對(duì)Record的更新時(shí)，所有非聚集索引的指針不用變動(dòng)。如圖1所示。

圖1.Forwarded Record示意

這種由于數(shù)據(jù)更新，只在原有位置留下指針指向新數(shù)據(jù)頁(yè)存放位置行，就是所謂的Forwarded Record。

三、 Forwarded Record如何影響IO性能？ 

 那么Forwarded Record既然是為了提升性能存在的機(jī)制，為什么又會(huì)引起性能問(wèn)題？Forwarded Record的初衷是為了對(duì)堆表進(jìn)行更新時(shí)，堆表上存儲(chǔ)位置的變化不會(huì)同時(shí)更新非聚集索引而產(chǎn)生開(kāi)銷。但對(duì)于查找來(lái)說(shuō)，無(wú)論是堆表上存在表掃描，還是用于書簽查找，都會(huì)成倍帶來(lái)額外的IO開(kāi)銷，下面看一個(gè)例子。

BEGIN TRAN
WHILE @index  100000 
  BEGIN 
    INSERT INTO dbo.HeapTest
        ( id, col1 )
    VALUES ( @index, NULL )
    SET @index = @index + 1

  END
COMMIT

代碼清單1.新建堆表并插入10萬(wàn)條數(shù)據(jù)

通過(guò)代碼清單1創(chuàng)建測(cè)試表，并循環(huán)插入10萬(wàn)數(shù)據(jù)。此時(shí)我們來(lái)看該堆表所占用存儲(chǔ)的頁(yè)數(shù)，如圖2所示。

圖2.堆表空間占用

此時(shí)對(duì)該表進(jìn)行更新，讓原有行增長(zhǎng)，產(chǎn)生Forwarded Record，此時(shí)再來(lái)看該堆表的存儲(chǔ)。如圖3所示。

圖3.產(chǎn)生8W+的forwarded record

此時(shí)我們注意到，雖然數(shù)據(jù)僅僅占到590頁(yè)，但存在8W+的forwarded record，如果我們對(duì)該表進(jìn)行掃描，則會(huì)看到雖然僅僅只有590頁(yè)，但需要8W+的邏輯IO，大大提升了對(duì)IO的開(kāi)銷壓力，此外由于forwarded record頁(yè)與原頁(yè)往往不物理連續(xù)，因此對(duì)IOPS也存在挑戰(zhàn)。如圖4所示。

圖4.不該產(chǎn)生的額外IO開(kāi)銷

而上面查詢反映到性能計(jì)數(shù)器中，則呈現(xiàn)為如圖5所示的結(jié)果。

圖5.Forwarded Record計(jì)數(shù)器增長(zhǎng)

 四、如何解決

看到Forwarded Record計(jì)數(shù)器，就說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)中存在堆表，在OLTP系統(tǒng)中，所有的表上都應(yīng)該有聚集索引。因此可以通過(guò)在表上增加聚集索引來(lái)解決該問(wèn)題。

    通常來(lái)講，只有只寫不讀的表設(shè)置為堆表比較合適，但如果看到存在Forwarded Reocord，則說(shuō)明堆表上存在讀操作，那么找到該堆表，找一個(gè)合適的維護(hù)窗口時(shí)間創(chuàng)建堆表則是比較理想的選擇。

    如果由于其他原因無(wú)法創(chuàng)建聚集索引，則可以對(duì)堆表進(jìn)行表重建。