一,内存term

VAS:Virtual Address Space,是App能够申请访问的最大地址空间。

Physical Memory:对SQL Server 来说,频繁访问的数据对象长时间驻留在Physical Memory中,才能达到最优的性能。

Reserved Memory:申请将VAS的一段地址空间Reserve。保留的只是VAS上的一段地址,而不是真正的Physical memory。

Committed Memory:对Reserved的部分 Memory Page 进行Commit,Commit 操作是建立VAS 和 Physical memory 之间的映射,因此Committed Memory将隐射到实际的Physical Memory中。即App正式在物理内存中申请一段空间。

  1. VAS中存储的数据不一定存储在Physical Memory中,Windows 根据App的使用情况,决定存放在 physical memory 或 page file。如果存储在Page file中,App在访问时,必须进行一个Disk IO动作,称作 Paging In/Out(换进或换出)。
  2. 分两步来Reserve 和 Commit 内存,通过推迟页面的提交来减少物理内存的使用。

Workset 是 Committed Memory的一部分,是Process在运行时使用的物理内存。

Page Fault:App访问一个处于Reserved Memory中的Page,但是该page不存在于Workset,就会发生一次Page Fault。如果目标Page 存在于Page File(Disk File),那么OS会进行一次IO,将目标Page从Disk读取到Workset中,称作Hard falut;如果目标Page存在于committed memory,那么只需要将目标Page重定向到Workset中,称作Soft Fault,Soft Fault对性能的影响微乎其微。

手绘一张图:SQL Server 是预先 Reserved 一块大的内存,在使用的时候,一块一块的提交Commit,而committed Memory 在访问时转换为物理中,可以理解,committed memory 是SQL Server使用的物理内存,能够向物理内存Page中写入数据和读取数据。

二,当SQL Server出现内存压力时,需要关注OS的Committed Memroy, Available Memory和 Hard Fault。

1, Commit memory是将reserverd memory(virtual memory) 转换为 physical memory,是app真正使用的物理内存。

OS 能够Commit的最大内存空间是所有Physical memory+ Page File(缓存文件),如果Committed Memroy接近最大内存空间,那么说明系统的内存使用已经接近极限。如果Page File不能自动增长,系统将不能提供更多的内存空间。

2, Page File 是文件缓存,OS用于临时存储内存中Page的Disk File。如果内存不足,那么 OS会将部分page 存储在Page File中,产生一次Disk File的Write 操作;如果App需要用到Page File中的Page,那么OS会将目标Page从Page File中读取到内存中,产生一次Disk File的Read操作。如果Page File的%Uage高,说明App实际需要的内存和committed memory的差距较大,App需要频繁的将Page存储到Disk File中。

Page Fault:Hard Page Fault是指OS将目标Page从Page File读取到物理内存中,由于会产生一次Disk IO,对App的性能影响较大。Soft Page Fault 是指目标Page存在于物理内存中,只是需要重定向到Workset中,对App的性能影响微乎其微。

对于一个性能良好的SQL Server 系统来说,Hard Page Fault 应该保持在一个较小的数值,Disk 的 Paging 动作越少越好。系统存在足够的内存,会使目标Page能够长时间的驻留在物理内存中,而不需要频繁的进行Disk的Paging动作。

如果内存不足,OS和 SQL Server 会在物理内存和文件缓存之间做大量的Paging 动作(Page的换进和换出),这会导致大量的Disk IO,使得Disk IO比较繁忙;OS要做Paging 动作,所带来的Disk IO的动作必须运行在核心态下,所以会核心态的CPU时间会升高,而用户态的CPU时间反而不会很高。一般情况下,用户态的CPU时间很高说明SQL Server 正在全力工作。

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