配置記憶體中OLTP檔案組提高效能

在今天的文章裡，我想談下使用記憶體中oltp的記憶體優化檔案組來獲得永續性，還有如何配置它來獲得高效能。在進入正題前，我想簡單介紹下使用你資料庫裡這個特定檔案組，記憶體oltp是如何獲得永續性的。

早些天對記憶體中oltp（代號hekaton）的乙個大誤解是，人們認為記憶體中oltp是不具有acid屬性的——只有aci屬性，沒有d屬性（durability）。但這不是真的，因為在記憶體中oltp裡，每個在記憶體中的操作都是完全日誌的。如果你的資料庫崩潰，記憶體中oltp可以將你的資料庫和記憶體優化表在崩潰發生前恢復常態。記憶體中oltp記錄每個操作到傳統sql server的事務日誌。因為在非永續性記憶體裡發生的一切都是基於mvcc原則，記憶體中oltp只記錄重做（redo）日誌記錄，任何時間都沒有撤銷（undo）日誌，因為用記憶體中oltp在故障恢復期間從不會有撤銷操作發生。對進行中的事務進行回滾操作，只有前版本才是可以的。

當事務的提交時，重做（redo）日誌才會寫入。另外所謂的離線檢查點工作者（offline checkpoint worker）將成功提交的事務從事務填入一對所謂的資料和delta檔案（data and delta files），來自記憶體中oltp的資料和delta檔案會加速故障恢復。故障恢復重建你的記憶體優化表初始於資料和delta檔案對，然後自上個檢查發生的所有改變從事務日誌裡應用。我們來看下這個概念。

因為在記憶體oltp裡一切都是和高效能有關，資料和delta檔案sql server只用順序讀寫（sequential i/o）。不會涉及到隨機讀寫（random i/o），因為這會殺死效能。現在的問題是，什麼資訊會寫入資料和delta檔案對？記憶體中oltp資料檔案包含插入到記憶體優化表的記錄。因為插入只發生在檔案末尾，順序讀寫很容易實現。當你在記憶體優化表刪除指定記錄時，記錄只在對應的delta檔案邏輯上標記為刪除。這個資訊也是加在delta檔案末尾，這樣又是真正的在儲存裡順序讀寫。update語句只是新記錄和老記錄副本insert語句和delete語句的組合。很簡單，是不是？下圖展示了這個重要概念。

如果你想進一步了解記憶體中oltp如何實現永續性的，我強烈推薦tony rogerson寫的文章how hekaton (xtp) achieves durability for 「memory optimised」 tables。

記憶體優化表的故障恢復以你資料和delta檔案對儲存的速度進行。因此當你建立資料庫，當考慮並決定配置儲存檔案對的記憶體中oltl檔案組，仔細對待就非常重要。首先你要包含記憶體優化資料的儲存增加檔案組，如下**所示：

--

add a new memory optimized file group
alter
database
inmemoryoltp
add filegroup inmemoryoltpfilegroup contains
memory_optimized_data
go

1

--add a new storage container
2alter
database inmemoryoltp add
file3(
4     name = n'
inmemoryoltpcontainer', 
5     filename = n'
c:\program files\microsoft sql server\mssql12.sql2014\mssql\data\inmemoryoltpcontainer'6
)7to filegroup [
inmemoryoltpfilegroup]8
go

為了克服這些限制，你可以新增多個屬於記憶體優化檔案的儲存容器在不同的「物理」硬碟上。這樣的話，資料和delta檔案在多個儲存容器間會以迴圈（round-robin）樣式分配。假設配置2個儲存容器會發生什麼：

下圖給你具體演示了這個概念。

但是只使用2個儲存容器並不解決你的磁碟瓶頸問題，因為只有2個容器，所有的資料檔案儲存在第1個容器，所有的delta檔案儲存在第2個容器。一般來說，你的資料檔案比你的delta檔案會多很多，這就是說在不同物理硬碟上的2個儲存容器之間的讀寫很不平衡。儲存你所有資料檔案的第1個儲存容器比儲存你所有delta檔案的第2個容器需要更多的iops。

為了多個物理硬碟之間iops平均分布與平衡。對於你的記憶體優化檔案組，微軟推薦至少4個儲存容器。當你有4個儲存容器時，想象下會發生什麼，如下圖所示：

如果你使用這個配置，在第1個物理硬碟上你有第1個檔案對（資料和delta檔案），在第2個物理儲存上你有第2個檔案對（資料和delta檔案），在第1個物理硬碟上你有第3個檔案對（資料和delta檔案），以此類推。最後你在多個物理硬碟鍵平均散布了你的讀寫請求，這會加速你的故障恢復程序，因為故障恢復可以在儲存容器裡並行，這會加速你資料庫聯機。

在這個檔案裡你看到對於記憶體中oltp，儲存速度和吞吐量還是非常重要的。在儲存裡，你的資料必須是物理永駐的，不然當你的sql server崩潰或重啟時，你的資料就會丟失。你記憶體優化檔案組配置會大大影響檔案組給你的吞吐量。如果你在生產環境執行記憶體中oltp，你應該至少配置4個儲存容器分布在2個物理硬碟。在效能要求更高的場景，你甚至可以增加超過2個物理硬碟的更多儲存容器。正如微軟說的：「記憶體中oltp的故障恢復是以你儲存速度進行的」。

感謝關注！

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