SQL Server 2014如何提升非在线的在线操作

在今天的文章里，我想谈下在线索引重建操作（ Online Index Rebuild operations），它们在SQL Server 2014里有怎样的提升。我们都知道，自SQL Server 2005开始引入了在线索引重建操作。但这些在线操作并非真正的在线操作，因为在操作开始时，SQL Server需要获得共享表锁（Shared Table Lock (S) ），在操作结束时需要在对应表上获得架构修改锁（Schema Modification Lock (Sch-M) ）。因此这些操作是真正的在线操作，只是营销技巧（marketing trick）。但是，亲，“在线”肯定比“部分在线”好听多了。

尽管如此，SQL Server 2014还是在在线索引重建的开始和结束发生的阻塞做了一些改进。因此，在你执行在线索引重建时，你可以定义所谓的锁优先级（Lock Priority）。来看看下面的代码，你会看到起作用的新语法：

 ALTER INDEX idx_Col1 ON Foo REBUILD
 WITH
 (
    ONLINE = ON
    (
       WAIT_AT_LOW_PRIORITY
       (
          MAX_DURATION = 1,
          ABORT_AFTER_WAIT = SELF
       )
    )
 )
 GO

当阻塞情况发生时，你可以用WAIT_AT_LOW_PRIORITY关键字定义如何处理。使用第1个属性MAX_DURATION指定你想要等待的时间——这里是分钟，不是秒！用ABORT_AFTER_WAIT属性你指定哪个会话需要被SQL Server回滚。SELF意味着那个ALTER INDEX REBUILD语句会回滚，当你指定BLOCKERS时，阻塞的会话会回滚。当然，当没有阻塞发生时，在线索引重建操作会立即执行。因此这里你只能配置当阻塞情况发生时要怎么处理。

好了，我们来实操下。我们新建一个数据库，一个简单的表和一个聚集索引。

 -- Creates a new database
 CREATE DATABASE Test
 GO

 -- Use the database
 USE Test
 GO

 -- Create a simple table
 CREATE TABLE Foo
 (
     Col1 INT IDENTITY(1, 1) NOT NULL,
     Col2 INT NOT NULL,
     Col3 INT NOT NULL
 )
 GO

 -- Create a unique Clustered Index on the table
 CREATE UNIQUE CLUSTERED INDEX idx_Col1 ON Foo(Col1)
 GO

 -- Insert a few test records
 INSERT INTO Foo VALUES (1, 1), (2, 2), (3, 3)
 GO

为了触发阻塞，我在不同的会话开始一个新的事务，但不提交：

 BEGIN TRANSACTION

 UPDATE Foo SET Col2 = 2
 WHERE Col1 = 1

这意味着我们在需要修改的记录上获得排它锁（Exclusive Lock (X)），在对应的页上获得意向排它锁（Intent-Exclusive Lock (IX)），在表本身获得意向排它锁（Intent-Exclusive Lock (IX)）。我们刚刚在SQL Server里创建了典型的锁定层次（locking hierarchy）：表=>页=>记录。在表级别的意向排它锁（IX Lock）和在线索引重建操作需要的共享锁（Shared Lock）是不兼容的——典型的锁/阻塞情形发生了。当你现在执行在线索引重建操作时，会发生阻塞：

 ALTER INDEX idx_Col1 ON Foo REBUILD
 WITH
 (
    ONLINE = ON
 )
 GO

当你查看DMV sys.dm_tran_locks时，你会看到那个需要共享锁（Shared Lock（S））的会话需要等待。这个会话会永远等待。我刚才就说过：“部分在线”……

 SELECT * FROM    sys.dm_tran_locks

当我们执行带有锁优先级（Lock Priority）的在线索引重建时，有趣的事情发生了：

 -- Perform an Online Index Rebuild
 ALTER INDEX idx_Col1 ON Foo REBUILD
 WITH
 (
    ONLINE = ON
    (
       WAIT_AT_LOW_PRIORITY
       (
          MAX_DURATION = 1,
          ABORT_AFTER_WAIT = SELF
       )
    )
 )
 GO

在这个情况下，我们的ALTER INDEX语句会等待1分钟（MAX_DURATION），然后语句本身取消了（ABORT_AFTER_WAIT）。

如果你在这里指定了BLOCKERS选项，那么阻塞的会话就会回滚。当我们同时（在1分钟期间）查看DMV sys.dm_tran_locks，我们看到了有趣的东西：

从图中可以看到，SQL Server这里请求一个LOW_PRIORITY_WAIT的状态。因此3个请求状态（GRANT,WAIT,CONVERT)有了第4个选项：LOW_PRIORITY_WAIT。当我们查看DMV sys.dm_os_waiting_tasks时，事情变得有意思（59是执行语句的会话ID）：

 SELECT * FROM sys.dm_os_waiting_tasks WHERE session_id=''

在线索引重建操作的等待会话报告了一个新的等待类型LCK_M_S_LOW_PRIORITY。这意味着当在线索引重建操作被阻塞时，我们可以从服务器级别（sys.dm_os_wait_stats）的等待统计信息里获得——不错！

但是LCK_M_S_LOW_PRIORITY并不是新的等待类型。在SQL Server 2014里，当你查看DMV sys.dm_os_wait_stats时，会看到21个新的等待类型：

 SELECT * FROM sys.dm_os_wait_stats WHERE wait_type LIKE '%LOW_PRIORITY%'

• LCK_M_SCH_S_LOW_PRIORITY
• LCK_M_SCH_M_LOW_PRIORITY
• LCK_M_S_LOW_PRIORITY
• LCK_M_U_LOW_PRIORITY
• LCK_M_X_LOW_PRIORITY
• LCK_M_IS_LOW_PRIORITY
• LCK_M_IU_LOW_PRIORITY
• LCK_M_IX_LOW_PRIORITY
• LCK_M_SIU_LOW_PRIORITY
• LCK_M_SIX_LOW_PRIORITY
• LCK_M_UIX_LOW_PRIORITY
• LCK_M_BU_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RS_S_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RS_U_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RIn_NL_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RIn_S_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RIn_U_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RIn_X_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RX_S_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RX_U_LOW_PRIORITY
• LCK_M_RX_X_LOW_PRIORITY

所有主要的等待类型（LCK_M_*）都有额外的锁优先级等待类型。这个非常酷，也非常强大，因为你很容易从中可以跟踪到为什么在线重建索引操作被阻塞。另外，对于分区切换（Partition Switching）也适用同样的技术（锁优先级（Lock Priorities）），因为在切换期间，操作也要在2个表（原表，目标表）上获取架构修改锁（Schema Modification Lock (Sch-M)）。

我希望这篇文章可以让你理解SQL Server 2014里的锁优先级（Lock Priorities），还有为什么SQL Server里的“在线”操作实际上只是“部分在线”。

感谢关注！

参考文章：

https://www.sqlpassion.at/archive/2014/01/02/how-sql-server-2014-improves-online-operations-that-arent-online-operations/