簡介

   SQL Server 2014提供了眾多激動人心的新功能，但其中我想最讓人期待的特性之一就要算內(nèi)存數(shù)據(jù)庫了。去年我再西雅圖參加SQL PASS Summit 2012的開幕式時，微軟就宣布了將在下一個SQL Server版本中附帶代號為Hekaton的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫引擎?，F(xiàn)在隨著2014CTP1的到來，我們終于可以一窺其面貌。

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫

    在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表中，由于磁盤的物理結(jié)構(gòu)限制，表和索引的結(jié)構(gòu)為B-Tree，這就使得該類索引在大并發(fā)的OLTP環(huán)境中顯得非常乏力，雖然有很多辦法來解決這類問題，比如說樂觀并發(fā)控制，應用程序緩存，分布式等。但成本依然會略高。而隨著這些年硬件的發(fā)展，現(xiàn)在服務器擁有幾百G內(nèi)存并不罕見，此外由于NUMA架構(gòu)的成熟，也消除了多CPU訪問內(nèi)存的瓶頸問題，因此內(nèi)存數(shù)據(jù)庫得以出現(xiàn)。

    內(nèi)存的學名叫做Random Access Memory（RAM），因此如其特性一樣，是隨機訪問的，因此對于內(nèi)存，對應的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也會是Hash-Index，而并發(fā)的隔離方式也對應的變成了MVCC，因此內(nèi)存數(shù)據(jù)庫可以在同樣的硬件資源下，Handle更多的并發(fā)和請求，并且不會被鎖阻塞，而SQL Server 2014集成了這個強大的功能，并不像Oracle的TimesTen需要額外付費，因此結(jié)合SSD AS Buffer Pool特性，所產(chǎn)生的效果將會非常值得期待。

SQL Server內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的表現(xiàn)形式

    在SQL Server的Hekaton引擎由兩部分組成：內(nèi)存優(yōu)化表和本地編譯存儲過程。雖然Hekaton集成進了關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎，但訪問他們的方法對于客戶端是透明的，這也意味著從客戶端應用程序的角度來看，并不會知道Hekaton引擎的存在。如圖1所示。

圖1.客戶端APP不會感知Hekaton引擎的存在

    首先內(nèi)存優(yōu)化表完全不會再存在鎖的概念（雖然之前的版本有快照隔離這個樂觀并發(fā)控制的概念，但快照隔離仍然需要在修改數(shù)據(jù)的時候加鎖），此外內(nèi)存優(yōu)化表Hash-Index結(jié)構(gòu)使得隨機讀寫的速度大大提高，另外內(nèi)存優(yōu)化表可以設置為非持久內(nèi)存優(yōu)化表，從而也就沒有了日志（適合于ETL中間結(jié)果操作，但存在數(shù)據(jù)丟失的危險）

    下面我們來看創(chuàng)建一個內(nèi)存優(yōu)化表：

    首先，內(nèi)存優(yōu)化表需要數(shù)據(jù)庫中存在一個特殊的文件組，以供存儲內(nèi)存優(yōu)化表的CheckPoint文件，與傳統(tǒng)的mdf或ldf文件不同的是，該文件組是一個目錄而不是一個文件，因為CheckPoint文件只會附加，而不會修改，如圖2所示。

圖2.內(nèi)存優(yōu)化表所需的特殊文件組

我們再來看一下內(nèi)存優(yōu)化文件組的樣子，如圖3所示。

圖3.內(nèi)存優(yōu)化文件組

    有了文件組之后，接下來我們創(chuàng)建一個內(nèi)存優(yōu)化表，如圖4所示。

圖4.創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表

   目前SSMS還不支持UI界面創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表，因此只能通過T-SQL來創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表，如圖5所示。

圖5.使用代碼創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表

    當表創(chuàng)建好之后，就可以查詢數(shù)據(jù)了，值得注意的是，查詢內(nèi)存優(yōu)化表需要snapshot隔離等級或者hint，這個隔離等級與快照隔離是不同的，如圖6所示。

圖6.查詢內(nèi)存優(yōu)化表需要加提示

    此外，由創(chuàng)建表的語句可以看出，目前SQL Server 2014內(nèi)存優(yōu)化表的Hash Index只支持固定的Bucket大小，不支持動態(tài)分配Bucket大小，因此這里需要注意。

與內(nèi)存數(shù)據(jù)庫不兼容的特性

    目前來說，數(shù)據(jù)庫鏡像和復制是無法與內(nèi)存優(yōu)化表兼容的，但AlwaysOn，日志傳送，備份還原是完整支持。

性能測試

   上面扯了一堆理論，大家可能都看郁悶了。下面我來做一個簡單的性能測試，來比對使用內(nèi)存優(yōu)化表+本地編譯存儲過程與傳統(tǒng)的B-Tree表進行對比，B-Tree表如圖7所示，內(nèi)存優(yōu)化表+本地編譯存儲過程如圖8所示。

圖7.傳統(tǒng)的B-Tree表

圖8.內(nèi)存優(yōu)化表+本地編譯存儲過程

   因此不難看出，內(nèi)存優(yōu)化表+本地編譯存儲過程有接近幾十倍的性能提升。