SQL 2014新特性- Delayed durability

ACID 是数据库的基本属性。其中的D是指"持久性"：只要事务已经提交，对应的数据修改就会被保存下来，即使出现断电等情况，当系统重启后之前已经提交的数据依然能够反映到数据库中。

那么D特性是如何在SQL Server中实现的呢？SQL Server使用write-ahead logging的方式，保证日志记录会先于数据记录固化到磁盘中。当事务提交后，只有当日志记录固化到磁盘时，才会向客户端返回提交成功的消息，至于相应的数据记录，会通过异步的方式后续写入到磁盘中。如果在此期间发生断电等故障，那么就会出现以下两种情况：

1. 日志已经写入到磁盘（committed)，但数据没有写入：

   系统重启后进行redo操作，通过读取日志，来将没有固化到数据文件的信息写入到数据文件。

2. 部分日志已经写入到磁盘(uncommitted)，数据部分写入或没有写入

   系统重启后执行undo操作，将没有提交的事务对应的数据从数据文件中清除。

这样就保证了已经提交的事务不会丢失。

Delayed durability

SQL Server 2014中引入了一个新的特性，叫做Delayed durability（也称作lazy commit)，颠覆了之前提到的概念。通过Delayed durability,可以让日志记录按照一定规律异步地写入到日志文件中，避免日志磁盘写入过于频繁。这样就以牺牲Durability来换取性能。

应用场景：

使用该特性的前提是您的应用可以容忍一定程度的数据丢失。

日志磁盘出现系统瓶颈。

由于日志磁盘性能问题，导致事务无法提交，导致相应的资源(memory,lock等）无法释放引发的资源竞争

Delayed Durability有以下特性：

1. 一旦事务提交，事务中的数据变更对其他事务（包含full durable transaction和delayed durability transaction)可见。具体请参考isolation level http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dn133175.aspx
2. 事务的持久性（durability)依赖于日志记录是否固化到磁盘。
3. 内存中的日志记录只有在任意以下情况发生时才会固化到磁盘:
   1. )Full durable transaction进行了数据变更，并且commit.
   2. )执行了sp_flush_log存储过程.
   3. )Log buffer满了，日志记录也会固化到磁盘.

如果1)或2)出现两次，那么SQLSERVER会保证第一次之前的Delayed durability transaction的数据变更已经被固化到了磁盘。

如何使用Delayed durability

Delayed durability是一个数据库级别的特性，默认是禁用的，我们首先要开启这个选项。

ALTER DATABASE [DDtest] SET DELAYED_DURABILITY = FORCED|Allowed|Disabled

如果是forced，那么该数据库内所有的事务都强制使用delayed durability;如果是allowed，那么delayed durability和full durable transaction可以同时存在;如果是disabled，那么无法使用delayed durability.

当该属性发生变化后，errorlog中也会有相应的记录

Setting database option delayed_durability to forced for database 'DDtest'.

Setting database option delayed_durability to allowed for database 'DDtest'.

Setting database option delayed_durability to disabled for database 'DDtest'.

如果数据库的DELAYED_DURABILITY为Allowed,我们可以在语句级别进行控制，否则就要遵循数据库的设定了（如果语句的设定和数据库级别设定冲突，那么SQL Server会使用数据库级别的设定）。

事例

将数据的 DELAYED_DURABILITY设置为Allowed

ALTER DATABASE [DDtest] SET DELAYED_DURABILITY = Allowed

创建一张表，并循环插入1000行数据，每次插入都是一个单独的事务

create table ta(col int)

declare @N int=0

while @n<1000

begin

begin tran

insert ta values(1)

commit tran with(delayed_durability=off)

set @N+=1

print cast(@N as varchar(1000))

end

开启Process Monitor，监控对数据库日志文件的操作。

一共对日志文件进行了1012次的写入操作，也就是每次commit都会立刻固化到日志文件

下面比较一下使用delayed durability的情况

declare @N int=0

while @n<1000

begin

begin tran

insert ta values(1)

commit tran with(delayed_durability=on)

set @N+=1

print cast(@N as varchar(1000))

end

1000个事务只触发了32次写入，大大地减少了对日志文件的写入操作。

注意事项

1. 当系统不忙时，也会主动将delayed durability的日志记录固化到磁盘。但目前不知道如何判断"不忙"这个标准。
2. checkpoint不会将delayed durability的日志记录固化到磁盘。
3. SQL Server正常关闭不会将delayed durability的日志记录固化到磁盘，也就说正常关闭也可能会导致数据丢失，建议之前先执行sp_flush_log。