馬孝賀+李莎

摘要：微軟的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，因其各種優(yōu)點(diǎn)在軟件系統(tǒng)市場(chǎng)上占有比較大的比例，但是數(shù)據(jù)庫(kù)在使用過程中也會(huì)出現(xiàn)多種可以導(dǎo)致服務(wù)器運(yùn)行速度變慢或降低數(shù)據(jù)訪問效率的事件發(fā)生。文章從多個(gè)方面講述了SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)調(diào)整和優(yōu)化策略，可以有效提高數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢速度。

關(guān)鍵字：SQL Server；應(yīng)用程序；B/S；數(shù)據(jù)復(fù)制

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）15-0012-02

基于微軟的SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是目前很多軟件所使用的數(shù)據(jù)庫(kù)，其功能強(qiáng)大，而且兼容性能較好，適用于大多數(shù)的軟件開發(fā)系統(tǒng)。但是，任何一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在操作較長(zhǎng)一段時(shí)間后，都可能存在一定的性能問題，這個(gè)性能問題包括多個(gè)方面，主要涉及數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)存、操作系統(tǒng)、參數(shù)設(shè)置、操作應(yīng)用程序及硬件等多個(gè)方面。因此，就像操作系統(tǒng)一樣，在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化對(duì)整個(gè)軟件系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著非常重要的作用，可以有效促進(jìn)軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可用性和高效性，節(jié)約系統(tǒng)開銷，解決系統(tǒng)瓶頸。

1 性能調(diào)整與優(yōu)化概述

性能調(diào)整是指的對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)、應(yīng)用程序、軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而可以有效改變系統(tǒng)性能的一種活動(dòng)。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能優(yōu)化及調(diào)整主要包括對(duì)軟硬件配置、操作系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的配置進(jìn)行優(yōu)化，還包括對(duì)訪問這些配置的應(yīng)用程序的分析與了解。

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)性能是否優(yōu)秀的判定標(biāo)準(zhǔn)主要是看這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)各個(gè)性能指標(biāo)，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能指標(biāo)主要包含以下幾個(gè)部分：事務(wù)處理所占用的系統(tǒng)資源、事件的響應(yīng)時(shí)間以及CPU的時(shí)間量。性能并不是一成不變的，而是隨著使用的時(shí)間和環(huán)境的變化而變化。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的性能受使用應(yīng)用程序、本身的體系結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)備性能及連接數(shù)目及資源等多個(gè)方面的影響。

所謂性能調(diào)整，就是通過優(yōu)化提高系統(tǒng)的高效性，消除系統(tǒng)使用瓶頸。一個(gè)系統(tǒng)是否高效，主要是看他的瓶頸，因?yàn)檫@個(gè)是系統(tǒng)性能限制的主要決定因素，可能是軟件，也可能是硬件部分。如果系統(tǒng)的瓶頸限制過大，則對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的訪問和存儲(chǔ)及更新都有很大影響，減少系統(tǒng)瓶頸，可以將一個(gè)系統(tǒng)性能最大程度的發(fā)揮。為了有效去除系統(tǒng)瓶頸，對(duì)性能進(jìn)行調(diào)整，必須采取一定的步驟和方法去調(diào)整所有和性能相關(guān)的組件，包括應(yīng)用調(diào)整和SQLServer。

2 應(yīng)用調(diào)整

對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的性能優(yōu)化來說，最有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)性能產(chǎn)生變化的就是應(yīng)用軟件的影響。應(yīng)用調(diào)整相對(duì)于硬件來說更容易做到監(jiān)控和修改，也更容易顯示出效果來。應(yīng)用的調(diào)整和優(yōu)化也可以影響到數(shù)據(jù)系統(tǒng)的后續(xù)步驟的調(diào)整，有效地減小系統(tǒng)開支，使普通的應(yīng)用程序不至于占用太多的系統(tǒng)資源。應(yīng)用調(diào)整一般來說是對(duì)SQL SERVER性能調(diào)整的第一步，也是關(guān)鍵的一步，主要包括應(yīng)用程序調(diào)整、頁(yè)面應(yīng)用調(diào)整、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)句調(diào)整等多個(gè)因素。

1）SQL語(yǔ)句優(yōu)化

數(shù)據(jù)庫(kù)性能優(yōu)化中，標(biāo)準(zhǔn)查詢語(yǔ)句（SQL）的優(yōu)化可以有效提高數(shù)據(jù)查詢、更新、插入的執(zhí)行效率。低效率的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)句，往往會(huì)占用過多的資源并訪問過多的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而使系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的性能。通過優(yōu)化SQL語(yǔ)句，改變數(shù)據(jù)庫(kù)查詢方法或途徑，可以有效提高系統(tǒng)的性能。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用最多的就是將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)顯示出來，這離不開數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢語(yǔ)句，這也是影響系統(tǒng)性能最關(guān)鍵的一個(gè)步驟。微軟的SQL Server本身提供了數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢和優(yōu)化方法，對(duì)常用的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)句進(jìn)行分析，可以找到最佳的查詢語(yǔ)句，從而可以減少輸入/輸出次數(shù)，提高執(zhí)行效率。但是微軟提供的查詢優(yōu)化器很難能夠完全解決查詢語(yǔ)句的優(yōu)化，比如語(yǔ)義方面的問題等。

2）B/S 模式優(yōu)化

目前很多軟件的開發(fā)模式都采用了基于B/S的模式，在這種模式下，用戶端無須在安裝多余的軟件，服務(wù)器將后臺(tái)處理的數(shù)據(jù)通過HTTP協(xié)議傳輸?shù)娇蛻舳?。這種做法實(shí)際上減輕了前端客戶機(jī)的工作量，而將更的計(jì)算負(fù)載交給了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，所以在這種模式下對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化可以取得不錯(cuò)的效果，一般情況下采取以下的優(yōu)化策略。

Web應(yīng)用程序優(yōu)化：

在B/S架構(gòu)的軟件模型中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的訪問是來自前端的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)句，所以Web應(yīng)用程序優(yōu)化也主要表現(xiàn)在對(duì)大量查詢語(yǔ)句的優(yōu)化上，除了使用查詢優(yōu)化器進(jìn)行優(yōu)化外，還要注意的查詢方法的基本操作原則就是，數(shù)據(jù)查詢要盡量少的涉及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)量，并且隨著查詢的進(jìn)行，查詢語(yǔ)句要操作的數(shù)據(jù)量要迅速減小，并快速地顯示出來，這樣才不至于系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)。

Web服務(wù)器優(yōu)化：

對(duì)Web服務(wù)器的優(yōu)化中，主要是對(duì)前端應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)的訪問做一定的限制，由于在B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，客戶訪問服務(wù)器的訪問量很大，所以要對(duì)長(zhǎng)期要求占用系統(tǒng)資源的客戶應(yīng)用程序進(jìn)行限制，以免出現(xiàn)服務(wù)器只為很少的客戶服務(wù)，而大量的服務(wù)在排除的現(xiàn)象發(fā)生。

運(yùn)算負(fù)載與網(wǎng)絡(luò)分配：

在實(shí)際應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)傳輸是不均衡的，有些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)多，有些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)少。對(duì)于持續(xù)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來說，他需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)經(jīng)常性訪問，可以考慮將其使用的網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)分割開來，這樣就不會(huì)影響其他的用戶訪問。對(duì)于有大量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)膽?yīng)用來說，可以適當(dāng)增加網(wǎng)絡(luò)包大小，以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸次數(shù)。

3）對(duì)內(nèi)存的有效管理

數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中處理，并不是在數(shù)據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)的空間進(jìn)行處理的，而是將數(shù)據(jù)調(diào)入到內(nèi)存中進(jìn)行處理，這是因?yàn)閮?nèi)存的速度要遠(yuǎn)大于外存儲(chǔ)設(shè)備的存取速度。提高數(shù)據(jù)存取性能的最直接的方法就是增大物理內(nèi)存，但是目前內(nèi)存的大小還是有比較大的限制，所以如何合理利用內(nèi)存更有效的處理數(shù)據(jù)成了內(nèi)存有效管理的最有效的方法。在數(shù)據(jù)庫(kù)中高速緩存可以分成兩種，一種是數(shù)據(jù)調(diào)整緩存，一種是過程高速緩存。數(shù)據(jù)高速緩存主要早用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、日志、索引有數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，而過程高速緩存主要用來存儲(chǔ)查詢計(jì)劃，觸發(fā)器等。

高速緩沖存儲(chǔ)器是存在于主存與CPU之間的一級(jí)存儲(chǔ)器，由靜態(tài)存儲(chǔ)芯片（SRAM）組成，容量比較小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。正常情況下高速度緩存應(yīng)該占數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存的20%，但是這個(gè)值應(yīng)該隨著系統(tǒng)或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蠖粩嗾{(diào)整，對(duì)于要求較高的應(yīng)用程序或服務(wù)可以適當(dāng)增加其高速緩存的比例。

可以將經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)表固定到數(shù)據(jù)調(diào)整緩存上，這樣可以大大提高數(shù)據(jù)的查詢和處理速度。

4）充分利用臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

在數(shù)據(jù)使用過程中，為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)的利用效率，會(huì)對(duì)查詢產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行第二次使用，這個(gè)查詢的結(jié)果數(shù)據(jù)往往被存儲(chǔ)為臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)臨時(shí)數(shù)據(jù)表可以被多個(gè)用戶所共享使用，如果對(duì)臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分利用，可以大大提高數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢效率。通過以下步驟對(duì)臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入處理，可以提高其性能。

臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的容量是可以定義的，擴(kuò)大臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的容量可以有效增加數(shù)據(jù)處理量。

可以將臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)保存下來，存儲(chǔ)在獨(dú)立的物理介質(zhì)上，從而可以單獨(dú)調(diào)用。

如果臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)經(jīng)常被訪問，可以考慮將其放面高速緩沖區(qū)，以減少數(shù)據(jù)對(duì)磁盤的訪問次數(shù)，提高數(shù)據(jù)執(zhí)行效率。

3 SQL SERVER調(diào)整

SQL SERVER調(diào)整與硬件調(diào)整是緊密相關(guān)的，是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的性能調(diào)整。通過修改SQL Server的配置參數(shù)（configuration parameter）， SQL SERVER調(diào)整包括改變它分配資源的方法以及它的工作方式。有些配置參數(shù)與資源的使用有關(guān)，有些則無關(guān)。那些與資源使用有關(guān)的參數(shù)緊密地依賴于系統(tǒng)中可用的硬件資源。這些參數(shù)必須基于系統(tǒng)中可用的硬件資源的類型與數(shù)量進(jìn)行修改。例如，一個(gè)具有多處理器的系統(tǒng)，如對(duì)稱多處理器（（SMP）系統(tǒng)，使用多個(gè)SQL SERVER線程（進(jìn)程）的效果要比使用單處理器的系統(tǒng)工作得更好。具有許多可用內(nèi)存的系統(tǒng)應(yīng)該調(diào)整SQL SERVER，以充分利用這些附加的內(nèi)存。應(yīng)該修改輸入/輸出（（I/O）參數(shù)，以充分利用系統(tǒng)中所擁有的I/O系統(tǒng)類型。SQL SERVER調(diào)整與硬件調(diào)整包括為需求的工作量提供足夠的系統(tǒng)資源?？偟恼f來，SQL SERVER調(diào)整涉及服務(wù)器硬件調(diào)整、數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化設(shè)計(jì)、SQL SERVER配置參數(shù)調(diào)整等內(nèi)容。

數(shù)據(jù)復(fù)制優(yōu)化：

當(dāng)今世界數(shù)據(jù)的傳輸量越來越大，而且應(yīng)用程序的分布式計(jì)算程度越來越大，所以數(shù)據(jù)傳送給用戶過程的網(wǎng)絡(luò)就往往成了傳送的瓶頸。在數(shù)據(jù)傳輸中，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬或網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓芾碜霾坏絿?yán)格控制，所以只能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)本身進(jìn)行優(yōu)化來減少數(shù)據(jù)傳輸量。減少網(wǎng)絡(luò)的傳輸流量并不是減少數(shù)據(jù)的傳送量，而是減小數(shù)據(jù)包數(shù)量大小。在數(shù)據(jù)庫(kù)查詢中，對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢有的時(shí)候會(huì)經(jīng)過幾個(gè)服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)該盡量減小從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)到另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的傳輸流量，不同的數(shù)據(jù)的復(fù)制選項(xiàng)會(huì)有效減少網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳輸量。

如圖1所示，這是一個(gè)分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境，數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同的位置，當(dāng)客戶終端要發(fā)生數(shù)據(jù)訪問時(shí)，便會(huì)有數(shù)據(jù)從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接流向另外一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)形式，特別是移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)，都是完全支持分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問不像以前那樣在一個(gè)服務(wù)器把對(duì)數(shù)據(jù)的操作全部完成。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)之間數(shù)據(jù)流動(dòng)采取的是數(shù)據(jù)復(fù)制的形式，事務(wù)處理往往在服務(wù)器和移動(dòng)終端兩個(gè)方面進(jìn)行。

在數(shù)據(jù)處理中，如果所有的數(shù)據(jù)都是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，都是統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，則數(shù)據(jù)處理起來就方便很多，可以通過多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的跳轉(zhuǎn)直接訪問，但是目前的數(shù)據(jù)特別是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，很多都是非標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和訪問非常冗長(zhǎng)的數(shù)據(jù)的時(shí)候，往往要采數(shù)據(jù)復(fù)制的方式來縮短用戶訪問數(shù)據(jù)的有效路徑。數(shù)據(jù)復(fù)制無需通過網(wǎng)絡(luò)來完成數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢功能，只要把遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)復(fù)制到本地再來完成對(duì)數(shù)據(jù)的操作。

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