查询内存溢出

首先我们来看一个带排序的查询，点击工具栏的 显示包含实际的执行计划。

1 SELECT * FROM AdventureWorks2008R2.Person.Person WHERE FirstName LIKE 'w%' ORDER BY 1

从执行计划里可以看出，SELECT运算符包含了 内存授予（Memory Grant） 信息（一般情况下不会出现，这里是因为我们的语句包含排序操作）。内存授予是KB为单位，是当执行计划中的一些运算符（像Sort/Hash等运算符）的执行，需要使用内存来完成——因此也被称为 查询内存（Query Memory） 。

在查询正式执行前，查询内存必须被SQL Server授予才可以。对于提供的查询，查询优化器根据查询对象的对应统计信息来决定需要多少查询内存。现在的问题就是，当统计信息过期了，SQL Server就会低估要处理的行数。在这个情况下，SQL Server对于提供的查询还是会请求更少的查询内存。但当查询真正开始后，SQL Server就不能改变授予的内存大小，也不能请求更多的内存。查询必须在授予的查询内存里完成操作。在这个情况下，SQL Server需要把Sort/Hash运算符涌进TempDb，这就意味我们原先在内存里快速操作变成物理磁盘上慢速操作。SQL Server Profiler可以通过 Sort Warnings 和 Hash Warning 这2个事件来跟踪查询内存溢出（Query Memory Spills）。

很遗憾在SQL SERVER 2008(R2)没有提供这样的扩展事件来跟踪内存溢出事件。在SQL Server 2012里才有来解决这个问题。在这个文章里我会向你展示一个非常简单的例子，由于统计信息过期，你是如何产生内存溢出（Query Memory Spills）。我们来创建一个新的数据库，在里面创建一个表：

 1 SET STATISTICS IO ON  2 SET STATISTICS TIME ON  3 GO  4   5 -- Create a new database  6 CREATE DATABASE InsufficientMemoryGrants  7 GO  8   9 USE InsufficientMemoryGrants 10 GO 11  12 -- Create a test table 13 CREATE TABLE TestTable 14 ( 15    Col1 INT IDENTITY PRIMARY KEY, 16    Col2 INT, 17    Col3 CHAR(4000) 18 ) 19 GO 20  21 -- Create a Non-Clustered Index on column Col2 22 CREATE NONCLUSTERED INDEX idxTable1_Column2 ON TestTable(Col2) 23 GO

TestTable 表包含第1列的主键，第2列的非聚集索引，第3列的 CHAR(4000) 列。接下来我们要用第3列来做 ORDER BY ，因此在执行计划里，查询优化器必须生成明确的排序运算符。下一步我会往表里插入1500条记录，表里数据的所有值在第2列会平均分布——在表里每个值只出现一次。

 1 -- Insert 1500 records  2 DECLARE @i INT = 1  3 WHILE (@i <= 1500)  4 BEGIN  5     INSERT INTO TestTable VALUES  6     (  7          @i ,  8         REPLICATE('x',4000)  9     ) 10      11     SET @i += 1 12 END 13 GO

有了这样的数据准备，我们可以执行一个简单的查询，会在执行计划里好似用独立的排序运算符：

1 DECLARE @x INT 2   3 SELECT @x = Col2 FROM TestTable 4 WHERE Col2 = 2 5 ORDER BY Col3 6 GO

当我们在SQL Server Profiler里尝试跟踪 Sort Warnings 和 Hash Warning 这2个事件时，会发现跟踪不到。

你也可以使用DMV sys.dm_io_virtual_file_stats ，看下 num_of_writes 列和 num_of_bytes_written 列，来看下刚才查询在TempDb是否有活动。当然，这个只有你一个人在使用当前数据库时有效。

 1 -- Check the activity in TempDb before we execute the sort operation.  2 SELECT num_of_writes, num_of_bytes_written FROM   3 sys.dm_io_virtual_file_stats(DB_ID('tempdb'), 1)  4 GO  5   6 -- Select a record through the previous created Non-Clustered Index from the table.  7 -- SQL Server retrieves the record through a Non-Clustered Index Seek operator.  8 -- SQL Server estimates for the sort operator 1 record, which also reflects  9 -- the actual number of rows. 10 -- SQL Server requests a memory grant of 1024kb - the sorting is done inside 11 -- the memory. 12 DECLARE @x INT 13  14 SELECT @x = Col2 FROM TestTable 15 WHERE Col2 = 2 16 ORDER BY Col3 17 GO 18  19 -- Check the activity in TempDb after the execution of the sort operation. 20 -- There was no activity in TempDb during the previous SELECT statement. 21 SELECT num_of_writes, num_of_bytes_written FROM  22 sys.dm_io_virtual_file_stats(DB_ID('tempdb'), 1) 23 GO

可以发现，查询执行前后没有任何改变。这个查询在我的系统里花费了1毫秒。

现在我们有了1500条记录的表，这就是说我们需要修改20% + 500的数据行才可以触发SQL Server来更新统计信息。我们来计算下，就可以知道我们需要需要修改800条行数据（500 + 300）。因此让我们来插入第2列值为2的799条数据。这样我们就改变了数据的分布情况，当SQL Server还是 不会 更新统计信息，因为还有一条数据没有更新，直到这条数据更新了才会触发SQL Server内部的统计信息自动更新！

我们再次执行刚才的查询：

 1 -- Check the activity in TempDb before we execute the sort operation.  2 SELECT num_of_writes, num_of_bytes_written FROM   3 sys.dm_io_virtual_file_stats(DB_ID('tempdb'), 1)  4 GO  5   6 -- Select a record through the previous created Non-Clustered Index from the table.  7 -- SQL Server retrieves the record through a Non-Clustered Index Seek operator.  8 -- SQL Server estimates for the sort operator 1 record, which also reflects  9 -- the actual number of rows. 10 -- SQL Server requests a memory grant of 1024kb - the sorting is done inside 11 -- the memory. 12 DECLARE @x INT 13  14 SELECT @x = Col2 FROM TestTable 15 WHERE Col2 = 2 16 ORDER BY Col3 17 GO 18  19 -- Check the activity in TempDb after the execution of the sort operation. 20 -- There was no activity in TempDb during the previous SELECT statement. 21 SELECT num_of_writes, num_of_bytes_written FROM  22 sys.dm_io_virtual_file_stats(DB_ID('tempdb'), 1) 23 GO

SQL Server就会把排序运算符涌进TempDb，因为SQL Server只申请了1K的查询内存授予（Query Memory Grant），它的估计行数是1——内存授予和刚才的一样。

DMV sys.dm_io_virtual_file_stats 显示在TempDb里有活动，这是SQL Server把排序运算符涌进TempDb的证据。

SQL Server Profiler也显示了Sort Warning的事件。

我们检查下执行计划里的 估计行数（Estimated Number of Rows） ，和 实际行数（Actual Number of Rows） 完全不一样。

这里的执行时间花费了184毫秒，和刚才的1毫秒完全不一样。

现在我们往表里再插入1条记录，再次执行查询，一切正常，因为SQL Server会触发统计信息更新并正确估计查询内存授予（Query Memory Grant）：

 1 -- Insert 1 records into table TestTable  2 SELECT TOP 1 IDENTITY(INT, 1, 1) AS n INTO #Nums  3 FROM master.dbo.syscolumns sc1  4    5 INSERT INTO TestTable (Col2, Col3)  6 SELECT 2, REPLICATE('x', 2000) FROM #nums  7 DROP TABLE #nums  8 GO  9   10 -- Check the activity in TempDb before we execute the sort operation. 11 SELECT num_of_writes, num_of_bytes_written FROM 12 sys.dm_io_virtual_file_stats(DB_ID('tempdb'), 1) 13 GO 14   15 -- SQL Server has now accurate statistics and estimates 801 rows for the sort operator. 16 -- SQL Server requests a memory grant of 6.656kb, which is now enough. 17 -- SQL Server now spills the sort operation not to TempDb. 18 -- Logical reads: 577 19 DECLARE @x INT 20   21 SELECT @x = Col2 FROM TestTable 22 WHERE Col2 = 2 23 ORDER BY Col3 24 GO 25   26 -- Check the activity in TempDb after the execution of the sort operation. 27 -- There is now no activity in TempDb during the previous SELECT statement. 28 SELECT num_of_writes, num_of_bytes_written FROM 29 sys.dm_io_virtual_file_stats(DB_ID('tempdb'), 1) 30 GO

嗯，这是个非常简单的例子，向你展示在SQL Server内部如何产生Sort Warning，其实一点也不神秘！