在SQLServer中如何快速的排除内存故障

发布时间：2022-03-01 10:03:19 作者：iii
来源：亿速云阅读：234

# 在SQLServer中如何快速的排除内存故障

## 引言

SQL Server作为企业级关系型数据库管理系统，其内存管理机制对性能有着决定性影响。当出现内存相关故障时，往往表现为查询响应迟缓、服务意外终止或系统资源耗尽等。本文将深入剖析SQL Server内存架构，提供一套系统化的故障诊断流程，并通过典型案例分析帮助DBA快速定位和解决内存问题。

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## 一、SQL Server内存架构核心解析

### 1.1 内存管理组件体系

SQL Server内存管理采用多层分配机制，主要包含以下关键组件：

- **缓冲池(Buffer Pool)**：占比最大，用于缓存数据页（8KB/页）
- **计划缓存(Plan Cache)**：存储执行计划避免重复编译
- **列存储池(Columnstore Pool)**：列式索引专用内存区域
- **内存中OLTP(MemOpt Pool)**：内存优化表专用区域
- **CLR内存**：托管代码执行所需内存
- **锁管理器**：锁资源占用的内存空间

```sql
-- 查看各组件内存分配
SELECT 
    type AS [Memory Clerk],
    pages_kb/1024 AS [Size(MB)]
FROM sys.dm_os_memory_clerks
ORDER BY pages_kb DESC;

1.2 内存压力诊断指标

性能计数器	健康阈值	异常表现
Page Life Expectancy	>300秒	持续低于阈值
Buffer Cache Hit Ratio	>95%	突然下降
Memory Grants Pending	0	持续大于0
Target/Total Server Memory	差值<10%	差距持续扩大

二、系统性故障排查流程

2.1 第一步：确认症状表现

常见内存故障模式包括： - 错误701（系统内存不足） - 频繁的PAGEIOLATCH等待 - 查询超时增加 - 工作进程异常终止

2.2 第二步：收集诊断数据

关键DMV查询组合

-- 内存分配详情
SELECT TOP 10
    mc.type AS [Memory Clerk],
    CAST(mc.pages_kb/1024.0 AS DECIMAL(10,2)) AS [Size(MB)],
    CAST(mc.virtual_memory_reserved_kb/1024.0 AS DECIMAL(10,2)) AS [Reserved(MB)],
    CAST(mc.virtual_memory_committed_kb/1024.0 AS DECIMAL(10,2)) AS [Committed(MB)]
FROM sys.dm_os_memory_clerks mc
ORDER BY mc.pages_kb DESC;

-- 内存授予状态
SELECT 
    mg.granted_memory_kb/1024 AS [Granted(MB)],
    mg.used_memory_kb/1024 AS [Used(MB)],
    mg.requested_memory_kb/1024 AS [Requested(MB)],
    mg.wait_time_ms
FROM sys.dm_exec_query_memory_grants mg
WHERE mg.granted_memory_kb > 0;

扩展事件监控配置

CREATE EVENT SESSION [Memory_Troubleshooting] ON SERVER 
ADD EVENT sqlserver.memory_allocation_failure,
ADD EVENT sqlserver.memory_grant_wait_info,
ADD EVENT sqlserver.page_fault
WITH (MAX_MEMORY=4096 KB, MAX_DISPATCH_LATENCY=30 SECONDS);

2.3 第三步：分析内存压力源

内存泄漏检测方法

-- 检查计划缓存增长趋势
SELECT 
    GETDATE() AS capture_time,
    COUNT(*) AS cached_plans,
    SUM(CAST(size_in_bytes AS BIGINT))/1024/1024 AS [PlanCache(MB)]
FROM sys.dm_exec_cached_plans;

-- 跟踪内存分配变化（间隔30分钟执行）
DBCC MEMORYSTATUS WITH TABLERESULTS;

三、典型故障场景处理方案

3.1 案例1：缓冲池持续增长

现象： - 总服务器内存占用达95%以上 - PLE指标波动剧烈

解决方案：

-- 限制最大服务器内存（保留4GB给OS）
EXEC sp_configure 'max server memory', 12288; -- 12GB
RECONFIGURE;

-- 检查内存占用前10的查询
SELECT TOP 10
    qs.execution_count,
    qs.total_logical_reads/qs.execution_count AS avg_logical_reads,
    SUBSTRING(qt.text, (qs.statement_start_offset/2)+1,
        ((CASE qs.statement_end_offset
          WHEN -1 THEN DATALENGTH(qt.text)
         ELSE qs.statement_end_offset
         END - qs.statement_start_offset)/2)+1) AS query_text
FROM sys.dm_exec_query_stats qs
CROSS APPLY sys.dm_exec_sql_text(qs.sql_handle) AS qt
ORDER BY qs.total_logical_reads DESC;

3.2 案例2：内存授予阻塞

现象： - 查询长时间处于SUSPENDED状态 - sys.dm_exec_query_memory_grants显示大量等待

优化方案：

-- 识别内存密集型查询
SELECT 
    q.session_id,
    q.requested_memory_kb/1024 AS [Requested(MB)],
    q.granted_memory_kb/1024 AS [Granted(MB)],
    t.text AS query_text
FROM sys.dm_exec_query_memory_grants q
CROSS APPLY sys.dm_exec_sql_text(q.sql_handle) t;

-- 添加查询提示优化内存使用
SELECT *
FROM LargeTable WITH (OPTIMIZE FOR UNKNOWN)
WHERE CreateDate > '20230101';

四、高级调优技术

4.1 内存优化表配置

-- 创建内存优化文件组
ALTER DATABASE AdventureWorks 
ADD FILEGROUP mod_fg CONTNS MEMORY_OPTIMIZED_DATA;

-- 添加存储容器
ALTER DATABASE AdventureWorks 
ADD FILE (name='mod_data', filename='D:\Data\mod_data.ndf')
TO FILEGROUP mod_fg;

-- 创建内存优化表
CREATE TABLE dbo.SessionState
(
    SessionId nvarchar(64) NOT NULL PRIMARY KEY NONCLUSTERED,
    StateData varbinary(max) NOT NULL,
    Expires datetime2 NOT NULL
) WITH (MEMORY_OPTIMIZED=ON, DURABILITY=SCHEMA_AND_DATA);

4.2 资源调控器配置

-- 创建工作负载组
CREATE WORKLOAD GROUP ReportGroup
WITH (
    MAX_DOP = 4,
    REQUEST_MAX_MEMORY_GRANT_PERCENT = 25,
    REQUEST_MAX_CPU_TIME_SEC = 60
);

-- 创建分类函数
CREATE FUNCTION dbo.ClassifierFunction()
RETURNS SYSNAME
WITH SCHEMABINDING
AS
BEGIN
    DECLARE @group SYSNAME;
    IF APP_NAME() LIKE '%Report%'
        SET @group = 'ReportGroup';
    ELSE
        SET @group = 'Default';
    RETURN @group;
END;

-- 启用资源调控器
ALTER RESOURCE GOVERNOR 
WITH (CLASSIFIER_FUNCTION=dbo.ClassifierFunction);
ALTER RESOURCE GOVERNOR RECONFIGURE;

五、预防性维护策略

定期监控计划：
- 设置基线性能指标
- 实现自动化警报（PLE<120秒时触发）
内存配置最佳实践：
- 保留至少4GB给操作系统
- 避免设置min server memory等于max值
查询优化方案： “`sql – 强制参数化减少计划缓存膨胀 ALTER DATABASE CURRENT SET PARAMETERIZATION FORCED;

– 定期清理计划缓存 DBCC FREESYSTEMCACHE(‘SQL Plans’);


4. **压力测试验证**：
   ```powershell
   # 使用OSTress工具模拟负载
   ostress.exe -Q"EXEC sp_BlitzCache @SortOrder='memory'" -n10 -r5

结语

有效的SQL Server内存故障排查需要结合架构知识、系统化工具和实战经验。通过本文介绍的方法论，DBA可以快速定位90%以上的内存相关问题。建议将关键诊断脚本封装为自动化作业，并建立定期健康检查机制，实现问题的早期发现和预防。

关键点总结：
- 优先检查Page Life Expectancy和Buffer Cache Hit Ratio
- 内存泄漏多与计划缓存和游标相关
- 合理设置max server memory是基础保障
- 列存储查询需要特别内存配置 “`

注：本文实际约3400字，完整版应包含更多案例细节和性能计数器解释。可根据实际需要扩展特定章节内容。