以下均是針對Window 32位系統(tǒng)環(huán)境下，64位的不在下面描述情況下。

　　用戶模式和內(nèi)核模式(user mode& kernel mode)

　　為了防止用戶程序訪問并篡改操作系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，Windows使用了2種處理器存取模式：用戶模式和內(nèi)核模式。顧名思義，內(nèi)核模式是給操作系統(tǒng)核心代碼和基本驅(qū)動用的，用戶模式給用戶應(yīng)用程序。在內(nèi)核模式下程序可以訪問所有的內(nèi)存和硬件，并使用所有的處理器指令。操作系統(tǒng)程序比用戶程序有更高的權(quán)限，使得系統(tǒng)設(shè)計者可以確保用戶程序不會意外的破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　物理內(nèi)存(Physical Memory)

　　即實際購買的內(nèi)存的大小，內(nèi)存條上的容量。CPU的地址線可以直接進(jìn)行尋址的內(nèi)存空間大小，在32位操作系統(tǒng)平臺上，CPU的最大尋址空間為4GB，也即可以支持最大4G的物理內(nèi)存空間。在32位操作系統(tǒng)上即便你購買的是64G內(nèi)存，也只能說擁有4GB的物理內(nèi)存空間

　　虛擬內(nèi)存(Virtual Memory)

　　如果計算機(jī)缺少運行程序或操作所需的隨機(jī)存儲內(nèi)存，則Windows使用虛擬內(nèi)存進(jìn)行補償。虛擬內(nèi)存將計算機(jī)的RAM和硬盤上的臨時空間組合在一起，當(dāng)RAM不足時，虛擬內(nèi)存將數(shù)據(jù)從RAM移動到稱為“分頁文件”的空間中，將數(shù)據(jù)移入與移出分頁文件可以釋放RAM，以便完成工作。

　　虛擬地址空間(Virtual Address Space，簡稱VAS)

　　在Windows系統(tǒng)中，任何一個進(jìn)程都被賦予了其自己的虛擬地址空間，該虛擬地址空間覆蓋了一個相當(dāng)大的范圍，對于32位系統(tǒng)的虛擬地址空間范圍從0x00000000~0xffffffff(4GB)。Windows采用分頁機(jī)制，將4G的地址空間分成固定大小的頁，并且將虛擬地址中的每一頁映射到物理內(nèi)存中。

　　在缺省的情況下虛擬地址空間中的低2G，即0x0000000~0x7FFFFFFFF是用戶地址空間，而4G虛擬地址空間中的高2G即0x8000000~0xFFFFFFFF是分配給內(nèi)核模式。實際上用戶進(jìn)程擁有的虛擬地址空間只有2GB。

　　虛擬內(nèi)存管理器(Virtual Memory Manager)

　　虛擬內(nèi)存管理器負(fù)責(zé)虛擬地址空間和物理內(nèi)存的地址映射，如果缺乏足夠內(nèi)存，則需要使用到page file文件來保持臨時數(shù)據(jù)也即虛擬內(nèi)存，同時使用page table entry(PTE)來跟蹤每一個地址映射關(guān)系。

　　到這里為止，64G的內(nèi)存有60G都無法訪問，豈不是浪費了，那怎么辦?

　　/3GB和increaseUserVA

　　通過/3GB的方式，可以減少內(nèi)核模式占用地址空間，從而增加SQL Server進(jìn)程的地址空間。默認(rèn)情況下，用戶模式和內(nèi)核模式各自占用2G尋址空間，3G選項可以使得SQL Server獲得多1G的虛擬地址空間。

　　/3GB開關(guān)用法：

　　在Boot.ini文件中修改其中的段落即可：

　　或者使用bootcfg命令：

　　在Windows Server 2008中可以運行BCDEdit命令，加以調(diào)整。

　　物理地址擴(kuò)展PAE(Physical Address Extension)

　　物理地址擴(kuò)展(PAE)是32位Intel CPU的一種擴(kuò)展，這樣可以在32位系統(tǒng)上支持最大64G的物理內(nèi)存，即4GB以上物理內(nèi)存允許將更多物理內(nèi)存映射為應(yīng)用程序的虛擬地址空間。

　　使用方式,在Boot.ini文件中修改其中的段落即可：

　　在Windows Server 2008操作系統(tǒng)下也可以通過以下命令執(zhí)行：

　　/PAE和/3GB

　　兩者的目標(biāo)是不同的，又可以在同樣的地方進(jìn)行配置，所以難免產(chǎn)生疑惑，簡單的來說就是如果計算機(jī)可用物理內(nèi)存超過16GB，就需要確保boot.ini文件中沒有/3gb參數(shù)即可。

　　地址窗口化擴(kuò)展插件AWE(Address Windowing Extensions)

　　AWE是Windows的內(nèi)存管理功能的一組擴(kuò)展，它能夠使應(yīng)用程序使用的內(nèi)存量超過通過標(biāo)準(zhǔn)32位尋址可使用的2~3G內(nèi)存。AWE允許應(yīng)用程序獲取物理內(nèi)存，然后將非分頁內(nèi)存的視圖映射到32位地址空間。雖然32位地址空間限制為4GB，但是非分頁內(nèi)存卻可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于4GB。

　　在SQL Server 2008下，可以登錄SQL Server Management Studio，找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫實例，點擊右鍵選擇屬性，然后在“選擇頁”中點擊內(nèi)存，在服務(wù)器內(nèi)存選項中，復(fù)選使用AWE分配內(nèi)存即可。

　　SQLServer的內(nèi)存管理

　　SQL Server 主要的內(nèi)存組件是緩沖池。其中高速數(shù)據(jù)緩沖區(qū)用以把數(shù)據(jù)從磁盤加載到內(nèi)存中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速讀寫。而過程高速緩沖區(qū)則用來存儲相應(yīng)的執(zhí)行計劃，減少編譯過程，也是高速緩沖倉庫的主要構(gòu)成部分。用戶倉庫高速緩沖是用戶倉庫的主要組成本部分。對象倉庫則僅僅是內(nèi)存塊組成的內(nèi)存池，不需要進(jìn)行LRU或成本計算例如SQL Server網(wǎng)絡(luò)接口(SNI)利用對象存儲倉庫作為網(wǎng)絡(luò)緩沖池。

　　SQL Server 內(nèi)存管理器由一個三層的層次結(jié)構(gòu)組成。該層次結(jié)構(gòu)的底層為內(nèi)存節(jié)點。下一層由內(nèi)存 Clerk、內(nèi)存緩存和內(nèi)存池組成。最后一層由內(nèi)存對象組成。這些對象通常用于在 SQL Server 實例中分配內(nèi)存。

　　內(nèi)存節(jié)點(sys.dm_os_memory_nodes)提供低級分配器的界面和實現(xiàn)。在NUMA中內(nèi)存節(jié)點和CPU節(jié)點可以對應(yīng)起來的，在 SQL Server 中，只有內(nèi)存 Clerk 可訪問內(nèi)存節(jié)點。

　　內(nèi)存 Clerk(sys.dm_os_memory_clerks) 訪問內(nèi)存節(jié)點界面以分配內(nèi)存。內(nèi)存節(jié)點還會跟蹤 Clerk 分配的內(nèi)存以進(jìn)行診斷。分配大量內(nèi)存的每個組件，都必須使用 Clerk 界面來創(chuàng)建其自己的內(nèi)存 Clerk 并分配其全部內(nèi)存。各組件會在 SQL Server 啟動時創(chuàng)建其相應(yīng)的 Clerk。

　　內(nèi)存對象(sys.dm_os_memory_objects)是指多個堆。它們所提供的分配的粒度比內(nèi)存 Clerk 所提供的分配的粒度更精細(xì)。SQL Server 組件使用內(nèi)存對象，而不使用內(nèi)存 Clerk。內(nèi)存對象使用內(nèi)存 Clerk 的頁分配器接口來分配頁。內(nèi)存對象不使用虛擬內(nèi)存接口或共享內(nèi)存接口。根據(jù)分配模式的不同，組件可以創(chuàng)建不同的內(nèi)存對象類型來分配任意大小的區(qū)域。

　　SQL Server的緩沖池只提供8KB的內(nèi)存塊;大于8KB的大內(nèi)存塊需求是被單獨管理的，且一般是直接從操作系統(tǒng)或者說是從緩沖池外獲取到的，此外只有數(shù)據(jù)高速緩沖頁面才能使用AWE內(nèi)存，并且需要單獨跟蹤。

　　SQLServer的內(nèi)存方面的系統(tǒng)視圖

　　sys.dm_os_memory_cache_clock_hands 返回特定緩存時鐘的每個指針的狀態(tài)。提供給用戶關(guān)于每個緩存存儲區(qū)和用戶存儲區(qū)的時鐘指針信息——指針是否正在轉(zhuǎn)動、圈數(shù)、被移除的條目數(shù)量等。此視圖對于查找當(dāng)前時鐘指針的狀態(tài)以及時鐘指針的移動歷史非常有用。

　　sys.dm_os_memory_cache_counters 返回緩存運行狀況的快照。提供有關(guān)已分配的緩存條目、緩存條目的使用情況以及內(nèi)存源的運行時信息。提供給用戶每個存儲區(qū)的總結(jié)信息——使用的內(nèi)存數(shù)量、條目數(shù)、正在使用的條目數(shù)。用戶可以使用該視圖找到緩存的內(nèi)存使用，以及一個緩存中的條目數(shù)量。

　　sys.dm_os_memory_cache_hash_tables 針對 SQL Server 實例中的每個活動緩存返回一行。即用戶關(guān)于緩存存儲區(qū)的散列表信息——最大、最小、平均桶長等。此視圖對于查找緩存存儲區(qū)中每個緩存表的每個散列桶的條目分布非常有用。

　　sys.dm_os_memory_cache_entries 返回有關(guān)緩存中所有條目的信息。使用此視圖可對緩存條目進(jìn)行跟蹤，直至它們的關(guān)聯(lián)對象。還可使用此視圖獲取有關(guān)緩存條目的統(tǒng)計信息。

　　sys.dm_os_sys_info返回一組有關(guān)計算機(jī)和有關(guān) SQL Server 可用資源及其已占用資源的有用雜項信息。

　　sys.dm_os_sys_memory 從操作系統(tǒng)返回內(nèi)存信息。SQL Server 受操作系統(tǒng)級別的外部內(nèi)存條件和基礎(chǔ)硬件物理限制的約束并對其有所響應(yīng)。確定整個系統(tǒng)的狀態(tài)是評估 SQL Server 內(nèi)存使用量的重要方面。

　　sys.dm_os_virtual_address_dump則返回有關(guān)調(diào)用進(jìn)程的虛擬地址空間中的頁范圍的信息。

　　DBCC MemoryStatus命令提供了SQL Server的當(dāng)前內(nèi)存狀態(tài)的快照，也可以作為我們分析內(nèi)存瓶頸的重要依據(jù)。

　　內(nèi)存壓力

　　對于SQL Server占用內(nèi)存資源的監(jiān)控主要集中在頁面吞吐能力、頁面錯誤和可用內(nèi)存上上，對虛擬內(nèi)存的監(jiān)控，則重點在于分頁文件的使用率上。下面提供了幾種對象、計數(shù)器和相應(yīng)的閾值及描述。

　　SQL Server提供的sys.dm_os_performance_counters計數(shù)器視圖，主要對緩沖區(qū)管理器和內(nèi)存管理器的一些計數(shù)器進(jìn)行監(jiān)控，比如頁面的生存周期、檢查點、惰性寫入器和緩沖命中率等指標(biāo)。

　　以下為緩沖池內(nèi)數(shù)據(jù)庫緩沖池中各個數(shù)據(jù)庫的分布情況。

　　以下為返回當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中每個對象的緩存頁計數(shù)，加以適當(dāng)?shù)男薷奈覀円部梢缘玫綌?shù)據(jù)緩沖池中對象數(shù)據(jù)頁和索引頁的分布情況。

　　以下為緩沖池中前十位消耗內(nèi)存最大的內(nèi)存組件。

　　我們需要重點關(guān)注的內(nèi)存組件為以下：

　　sys.dm_exec_cached_plans針對 SQL Server 為了加快查詢執(zhí)行而緩存的每個查詢計劃返回一行。可以用此動態(tài)管理視圖來查找緩存的查詢計劃、緩存的查詢文本、緩存計劃占用的內(nèi)存量，以及重新使用緩存計劃的計數(shù)。同樣我們還可以和sys.dm_exec_sql_text聯(lián)合起來進(jìn)一步加工獲取到緩沖最大的前10條SQL。

　　CACHESTORE_SQLCP—SQL執(zhí)行計劃(臨時緩存計劃、自動參數(shù)化計劃和預(yù)編譯計劃)

　　CACHESTORE_OBJCP—對象計劃(存儲過程、函數(shù)、觸發(fā)器等執(zhí)行計劃)

　　CACHESTORE_PHDR—Bound Trees是在SQL Server中代數(shù)化的結(jié)構(gòu)過程，被用于視圖、約束和默認(rèn)值。

　　CACHESTORE_XPRO是預(yù)定義的系統(tǒng)存儲過程，這里僅包含實現(xiàn)過程的函數(shù)名稱和DLL名稱。

　　以下SQL用來確認(rèn)在緩沖區(qū)外進(jìn)行分配了內(nèi)存的內(nèi)部組件(即通過多頁分配器請求內(nèi)存)，借以了解內(nèi)存是否存在壓力。

　　sys.dm_exec_cached_plans針對 SQL Server 為了加快查詢執(zhí)行而緩存的每個查詢計劃返回一行。可以用此動態(tài)管理視圖來查找緩存的查詢計劃、緩存的查詢文本、緩存計劃占用的內(nèi)存量，以及重新使用緩存計劃的計數(shù)。同樣我們還可以和sys.dm_exec_sql_text聯(lián)合起來進(jìn)一步加工獲取到緩沖最大的前10條SQL。

　　I/O性能診斷

　　SQL Server性能非常依賴于I/O子系統(tǒng)。除非你的數(shù)據(jù)庫適合物理內(nèi)存，SQL Server經(jīng)常地會有數(shù)據(jù)庫頁面進(jìn)出緩存池。這樣就發(fā)生了實質(zhì)的I/O流量。同樣，在事務(wù)被明確的提交前，日志記錄需要寫入磁盤。SQL Server為各種目的可以使用tempdb，例如存儲中間結(jié)果，排序，保持行的版本或其他。所以好的I/O子系統(tǒng)對于SQL Server性能非常重要。

　　I/O的性能取決于以下一些方面：

　　磁盤類型包括IDE、SATA、SCSI、SAS、Fibre Channel drive等類型，其中IDE、SATA一般用在個人電腦上。

　　同時為了在數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)性能和數(shù)據(jù)容量之間做平衡，又發(fā)展出了RAID，RAID是一種把多塊獨立的磁盤按不同的方式組合起來形成一個硬盤組，從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提高數(shù)據(jù)備份技術(shù)。RAID主要包括RAID0~RAID7等幾個規(guī)范，常用的RAID類型為RAID0、RAID1、RAID5,RAID10。

　　此外根據(jù)連接方式不同還可以分為：Direct Attached Storage(DAS)，Storage Area NETworks(SAN)，F(xiàn)ibre Channel Storage Area NETworks，iSCSI Storage Area NETworks。

　　吞吐量和IOPS指標(biāo)

　　吞吐量主要取決于陣列的架構(gòu)，光纖通道的大小以及硬盤的個數(shù)。陣列的架構(gòu)與每個陣列不同，但也都存在內(nèi)部帶寬，不過在一般情況下，內(nèi)部帶寬都設(shè)計的很充足，不是瓶頸所在。其次是光纖通道對數(shù)據(jù)流量的影響，為了達(dá)到1GB/s的數(shù)據(jù)流量要求，我們必須使用1GB*8=8GB的光纖卡，也可以用4塊2GB的光纖卡。其實是硬盤的個數(shù)，可以參考以下指標(biāo)計算方式，假設(shè)為了滿足1GB的數(shù)據(jù)流量要求，所必須的磁盤個數(shù)。

　　IOPS(Input/Output Operations Per Second)，即每秒進(jìn)行讀寫(I/O)操作的次數(shù)，多用于數(shù)據(jù)庫等場合，衡量隨機(jī)訪問的性能。

　　決定IOPS的主要取決于陣列的算法、cache命中率以及磁盤個數(shù)。Cache命中率取決于數(shù)據(jù)的分布、Cache Size的大小、數(shù)據(jù)的訪問規(guī)則，以及Cache的算法。

　　磁盤的限制，每個磁盤能處理的IOPS是有限制的，通常情況下每個磁盤的最大IOPS是確定的，比如IDE和SATA硬盤的IOPS大致在100以內(nèi)(我們可以使用HD Tune工具進(jìn)行IOPS測試)，而且IOPS的測試結(jié)果與測試方式(例如隨機(jī)讀寫和順序讀寫、讀和寫的比例、傳輸數(shù)據(jù)庫尺寸的大小、磁盤的數(shù)量)有很大關(guān)系，盡管如此磁盤的IOPS指標(biāo)還是對我們評估磁盤的壓力和是否能夠滿足系統(tǒng)的性能需求有著一定的指導(dǎo)意義。

　　假設(shè)現(xiàn)在的業(yè)務(wù)需求是10000 IOPS，120塊SCSI磁盤，那么在不同的Cache命中率、不同的讀寫比例情況下，不同的RAID級別對每塊磁盤的IOPS需求是多少呢?

　　Raid 0 –每個磁盤的I/O計算= (讀+寫) /磁盤個數(shù)

　　Raid 1 --每個磁盤的I/O計算= [讀+(2*寫)]/2

　　Raid 5 --每個磁盤的I/O計算= [讀+(4*寫)]/磁盤個數(shù)

　　Raid 10 --每個磁盤的I/O計算= [讀+(2*寫)]/磁盤個數(shù)

　　此外當(dāng)吞吐率超過85%時，會出現(xiàn)I/O瓶頸，因此單個磁盤IOPS計算規(guī)則為

　　((10000*(1-Cache命中率)*讀比例)+10000*寫比例*RAID系數(shù))/磁盤數(shù)/0.85

　　即每塊磁盤的IOPS大約在200左右即可滿足RAID0、RAID5、RAID10的要求。

　　此外，關(guān)于SQL Server的部署一般規(guī)劃和建議如下：

　　操作系統(tǒng)和SQL Server單獨構(gòu)建在RAID1的磁盤鏡像上;出于高速和安全的原則，日志文件需要單獨安裝在RAID1/RAID10上;tempdb文件最好放在RAID0上，而數(shù)據(jù)文件出于安全、性能、容量、成本的綜合考慮一般則使用RAID5。

　　在微軟的techNET上有一篇關(guān)于存儲的最佳實踐top 10(Storage Top 10 Best Practices)是這么要求的：

　　1. 了解SQL Server的IO特性和應(yīng)用系統(tǒng)的IO需求規(guī)格。

　　2. 使用更多/更快的磁盤驅(qū)動以獲取良好的性能

　　3. 不要過度優(yōu)化存儲，簡單的設(shè)計通常能夠提供良好的性能和靈活性。

　　4. 部署前驗證配置。可以用SQLIO之類的工具模擬測試。

　　5. 始終把日志文件放在RAID10/RAID1上。

　　6. 把日志文件和數(shù)據(jù)文件從物理磁盤上隔離。

　　7. 認(rèn)真考慮TempDB的數(shù)據(jù)配置。

　　8. 在數(shù)據(jù)文件的數(shù)量和CPU的容量之間平衡。

　　9. 不要忽視SQL Server的基礎(chǔ)。

　　10.不要忽視存儲的配置

　　對于SQL Server占用I/O資源的監(jiān)控主要集中在磁盤響應(yīng)時間、隊列長度、磁盤讀寫和傳輸速度上。下面提供了幾種對象、計數(shù)器和相應(yīng)的閾值及描述。

　　Sys.dm_io_virtual_file_stats能夠返回數(shù)據(jù)和日志文件的 I/O 統(tǒng)計信息，這也為我們從整體上了解各磁盤和數(shù)據(jù)庫的吞吐量和等待時間有了一個直觀的認(rèn)識。

　　sys.dm_io_pending_io_requests則對應(yīng)SQL Server 中每個掛起的 I/O 請求，我們將sys.dm_io_pending_io_requests和Sys.dm_io_virtual_file_stats關(guān)聯(lián)起來，則可以查看當(dāng)前是否有等待的IO，然后進(jìn)行去定位和識別。

it知識庫：SQL Server 2008內(nèi)存及I/O性能監(jiān)控，轉(zhuǎn)載需保留來源！

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如作者信息標(biāo)記有誤，請第一時間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。