数据库-SQL Server 2014 新特性之内存优化表--嘉为科技

方勇
【摘要】
2013年6月25日，微软发布了SQL Server 2014 CTP1。

本文将为您介绍SQL Server 2014 的重点新特性——内存优化表。

【正文】
如果说SQL Server 2012 的数据库引擎最大的亮点是Always On的话，那么SQL Server 2014 最大的亮点就是内存优化表（Memory-optimized tables）了。

1. 内存表的背景
在SQL Server 2000 的年代，我们还可以通过这种方式，将表驻留在内存中：DBCC PINTABLE ( database_id , table_id )
DBCC PINTABLE 会导致将表读入到内存中。

当表中的页由普通的Transact-SQL 语句读入到高速缓存中时，这些页将标记为内存驻留页。

当SQL Server 需要空间以读入新页时，不会清空内存驻留页。

但是这种方式在SQL Server 2005 已经不被支持了，内存表这种概念消失了，直到SQL Server 2014。

2. 文件和存储
内存优化表必须存储到文件流文件组中，SQL Server 提供了一种MEMORY_OPTIMIZED_DATA 文件组类型专门用于指定内存优化表的逻辑存储位置。

内存优化表的文件流文件组可以包含一个或多个容器，每个容器有可以包含一个或多个
文件。

文件包含了三种类型的文件：
●根文件（Root File）：包含了数据文件和增量文件的元数据
●数据文件（Data File）：存储内存优化表的记录和新插入的记录
●增量文件（Delta File）：按照事务日志顺序存储从内存优化表中删除的记录的
最小信息（行号），每个数据文件对应一个增量文件
内存优化表会使用到事务日志，同样任何增删改等操作都会写入日志，这可能是导致即使使用内存优化表，性能也无法显著提升的最大原因，可以考虑使用闪存或者SSD来解决该问题
3. 原理和机制
SQL Server 2014 新增的内存优化表让我们眼前一亮，可以改善基于磁盘的表的低性能。

通过以下的原理和机制让我们获得更好的性能和可扩缩性：
●通过数据页和索引页驻留在内存，减少IO瓶颈
●采用乐观并发控制，消除了逻辑锁，提高了并发性
●本机编译存储过程，执行效率更高
我们一定会担心，使用内存优化表会不会导致因为驻留在内存中，系统宕机或者断电的时候，导致数据无法及时写回内存而丢失。

内存优化表保留了关系型数据库的事务所有ACID 特征：原子性、一致性、隔离性和持久性。

SQL Server和内存优化表的持久化上下文提供了以下保证：
●事务持久化：提交DDL或DML更改内存优化表的事务，更改是永久性的(不
丢失)；
●重启持久化：在系统崩溃恢复或计划重新启动后，内存优化表重新实例化以恢
复到关闭或崩溃时的状态；
●介质失败持久化：当磁盘损坏时，我们可以通过数据库的备份和还原来恢复内
存优化表到新存储
当然，内存优化表有两种持久化选项，其中有一种是不保证持久化的：
●SCHEMA_ONLY（非持久化表）：只持久化表结构和索引，重启后所有数据丢
●SCHEMA_AND_DATA（持久化表）：持久化结构和数据，类似于基于磁盘的表
接下来我们来分析一下增删改操作的流程：
●增、删、改操作执行先写入事务；
●插入操作：先插入到内存中，在CheckPoint 的时才写回数据文件
●删除操作：先在内存中删除，并记录行号到Delta文件，随后Delta文件中记
录的删除会合并到数据文件
●更新操作：更新操作在SQL Serer 中以先删除、然后插入执行
可以看到，SQL Server 的内存表主要改善的是查询性能和IO瓶颈。

4. 硬件和软件要求：
●在SQL Server 2014 x64 版中，因为x64版可以直接使用更多的内存空间
●服务器必须有足够的内存，内存优化表不能使用超过最大服务器内存的80%
5. 内存优化表使用和语法
内存优化表也不是可以随便使用的，也有着其限制条件或越发约束。

1) 创建数据库需要有一个内存优化表文件组：
CREATE DATABASE CanwayDemo
ON
PRIMARY(NAME = [hekaton_demo_data],
FILENAME = 'C:\DATA\hekaton_demo_data.mdf', size=500MB)
, FILEGROUP [hekaton_demo_fg] CONTAINS MEMORY_OPTIMIZED_DATA(
NAME = [hekaton_demo_dir],
FILENAME = 'C:\DATA\hekaton_demo_dir')
LOG ON (name = [hekaton_demo_log], Filename='C:\DATA\hekaton_demo_log.ldf', size=500MB)
COLLATE Latin1_General_100_BIN2;
GO
2) 创建表时必须创建一个非空的主键，并且必须建立非聚集的Hash索引和
BUCKET_COUNT参数
Use CanwayDemo
Go
CREATE TABLE Destination
(
col1 INT NOT NULL PRIMARY KEY NONCLUSTERED HASH WITH
(BUCKET_COUNT = 100000),
col2 INT NOT NULL,
col3 INT NOT NULL
) WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY =
SCHEMA_AND_DATA)
GO
3) 创建一个本机编译存储过程访问内存优化表
Use CanwayDemo
Go
CREATE PROCEDURE SelectT able_Destination
WITH NATIVE_COMPILATION, SCHEMABINDING, EXECUTE AS OWNER
AS
BEGIN ATOMIC WITH (TRANSACTION ISOLATION LEVEL = SNAPSHOT,
LANGUAGE = N'us_english')
SELECT col1, col2, col3 FROM dbo.Destination;
END
GO。