Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek



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Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar. Die Informationen in diesem Produkt werden ohne Rücksicht auf einen eventuellen Patentschutz veröffentlicht. Warennamen werden ohne Gewährleistung der freien Verwendbarkeit benutzt. Bei der Zusammenstellung von Texten und Abbildungen wurde mit größter Sorgfalt vorgegangen. Trotzdem können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden. Verlag, Herausgeber und Autoren können für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung übernehmen. Für Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf Fehler sind Verlag und Herausgeber dankbar. Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Die gewerbliche Nutzung der in diesem Produkt gezeigten Modelle und Arbeiten ist nicht zulässig. Fast alle Hard- und Softwarebezeichnungen und weitere Stichworte und sonstige Angaben, die in diesem Buch verwendet werden, sind als eingetragene Marken geschützt. Da es nicht möglich ist, in allen Fällen zeitnah zu ermitteln, ob ein Markenschutz besteht, wird das -Symbol in diesem Buch nicht verwendet. 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 12 ISBN 978-3-8273-3154-0 (Buch); 978-3-8632-4548-1 (pdf) ; 978-3-86324-180-3 (epub) 2012 by Addison-Wesley Verlag, ein Imprint der Pearson Deutschland GmbH, Martin-Kollar-Straße 10 12, D-81829 München/Germany Alle Rechte vorbehalten Einbandgestaltung: Marco Lindenbeck, mlindenbeck@webwo.de Lektorat: Brigitte Bauer-Schiewek, bbauer@pearson.de Fachlektorat: Stefan Kindler, Lauf an der Pegnitz Korrektorat: Sandra Gottmann, sandra.gottmann@t-online.de Herstellung: Monika Weiher, mweiher@pearson.de Satz: Nadine Krumm, mediaservice, Siegen, www.media-service.tv Druck und Verarbeitung: Drukarnia Dimograf, Bielsko-Biala Printed in Poland

SQL Server 2012 Performance-Optimierung - PDF Inhaltsverzeichnis SQL Server 2012 Performance-Optimierung Impressum Inhaltsverzeichnis Vorwort 14 Kapitel 1 -Einleitung 17 1.1 Optimierungsmodell 18 1.2 Was vermittelt dieses Buch? 19 1.2.1 Tipps und Hinweise 20 1.3 Wo finde ich was? 21 1.4 Welche Voraussetzungen werden benötigt? 23 1.5 Begleitmaterial 24 1.6 Danksagung 24 1.7 Performanz oder Performance? 25 Teil 1 -Grundlagen 27 Kapitel 2 -Datenverwaltung durch SQL Server 29 2.1 Datenbanken 29 2.2 Daten lesen 30 2.3 Daten schreiben 31 2.3.1 Experiment: Transaktionsgröße 32 2.4 Zusammenfassung 36 Kapitel 3 -Ausführung von Abfragen 37 3.1 Logische Schritte der Abfrageausführung 37 3.2 Physikalischer Ausführungsplan 40 3.2.1 Parser 41 3.2.2 Algebrizer 41 3.2.3 Optimierer 41 3.2.4 Anzeigen des Ausführungsplanes 46 3.3 Zusammenfassung 50 Kapitel 4 -Werkzeuge und Indikatoren zum Messen der Leistung 51 4.1 Allgemeine Werkzeuge 54 4.1.1 Messen mit der Stoppuhr 54 4.1.2 Statistische Größen 55 4.2 Der Aktivitätsmonitor 56 4.2.1 Übersicht 57 4.2.2 Prozesse 57 4.2.3 Ressourcenwartevorgänge 58 4.2.4 Datendatei E/A 58 4.2.5 Aktuell wertvolle Abfragen 58 4.3 Ablaufverfolgungen und der SQL Server Profiler 59 4.3.1 Erstellen einer einfachen Ablaufverfolgung 61

4.3.2 Ereignisse und Ereignisspalten 66 4.3.3 Arbeiten mit Ablaufverfolgungen 69 4.3.4 Serverseitige Ablaufverfolgungen 70 4.3.5 Arbeiten mit Ablaufverfolgungsdateien 73 4.4 Der Windows-Systemmonitor 74 4.4.1 Wichtige Leistungsindikatoren 75 4.4.2 Protokollieren mit Typeperf.exe 87 4.5 Verbindung von Systemmonitor-Berichten mit Ablaufverfolgungen 89 4.6 Dynamische Verwaltungssichten 90 4.6.1 Abfrage der aktuellen Aktivität 92 4.6.2 Abfrage der E/A-Vorgänge 92 4.6.3 Abfrage der insgesamt aufgetretenen Wartezustände 94 4.6.4 Abfrage der SQL Server-Leistungsindikatoren 96 4.7 Statistische Systemfunktionen 96 4.8 Gespeicherte Systemprozeduren 98 4.9 DBCC 101 4.10 SQLdiag 102 4.11 Ausführungspläne 106 4.11.1 Wichtige Operatoren in Ausführungsplänen 107 4.11.2 Eigenschaften von Operatoren 110 4.11.3 Analyse von Ausführungsplänen 113 4.12 Datenauflistungen 118 4.12.1 Konfiguration eines Verwaltungs-Data Warehouse 119 4.12.2 Konfigurieren von Datenauflistungen 121 4.13 Berichte 126 4.13.1 Allgemeine Berichte 127 4.13.2 Berichte der Datenauflistung 132 4.14 Erweiterte Ereignisse 135 4.14.1 Standardsitzungen 137 4.14.2 Eine Beispielsitzung 138 4.14.3 Auswertung der Ereignisprotokolle 143 4.15 SQL Server Service Broker 144 4.15.1 Beispiel: Überwachung der automatischen Dateivergrößerung 145 4.16 RML Utilities 149 4.16.1 ReadTrace 150 4.16.2 Reporter 152 4.16.3 OStress 153 4.17 Performance Analysis of Logs (PAL) 153 4.18 Zusammenfassung 156 Teil 2 -Physische Aspekte des Datenbankentwurfes 157 Kapitel 5 -Verwenden von Indizes 159 5.1 Der Heap: Eine Tabelle ohne Index 159 5.2 Der gruppierte Index 161 5.3 Der nicht gruppierte Index auf einem Heap 164

5.3.1 Forwarding Pointer 165 5.4 Der nicht gruppierte Index auf einem gruppierten Index 166 5.5 Eingeschlossene Spalten 168 5.6 Gefilterte Indizes 169 5.7 Indizierte Sichten 169 5.8 Columnstore-Indizes 171 5.9 Erstellen von Indizes 171 5.9.1 Manuelles Erstellen von Indizes: CREATE INDEX 171 5.9.2 Automatische Erstellung von Indizes 173 5.9.3 Indizes auf Sichten 173 5.9.4 Index-Füllfaktor 174 5.9.5 Einen Index neu aufbauen 175 5.9.6 Löschen von Indizes 176 5.10 Zusammenfassung 177 Kapitel 6 -Verwalten von Indizes 179 6.1 Fragmentierung und Reorganisation 180 6.1.1 Einen Index reorganisieren 183 6.1.2 Einen Index neu erstellen 184 6.1.3 Strategie zur Indexprüfung und -Defragmentierung 185 6.2 Fehlende Indizes 187 6.2.1 Fehlende Indizes in gespeicherten Ausführungsplänen 188 6.2.2 Die sys.dm_db_missing_index -Systemsichten 192 6.3 Überflüssige Indizes 195 6.4 Index-Duplikate 199 6.5 Zusammenfassung 203 Kapitel 7 -Partitionierung 205 7.1 Horizontale Partitionierung 206 7.1.1 Partitionierte Sichten 208 7.2 Vertikale Partitionierung 208 7.3 Zusammenfassung 212 Kapitel 8 -Komprimierung von Daten 213 8.1 Allgemeines zur Komprimierung 213 8.2 Vorteile der Komprimierung 214 8.3 Komprimierungsarten 214 8.4 Beispiel: Auswirkung der Komprimierung auf die Abfrageleistung 215 8.5 Komprimierten Speicherplatz berechnen 217 8.6 Spalten mit geringer Dichte 220 8.7 Columnstore-Indizes 221 8.7.1 Erzeugen eines Columnstore-Index 222 8.7.2 Empfehlungen für den Einsatz von Columnstore-Indizes 223 8.7.3 Vorteile 223 8.7.4 Einschränkungen und Nachteile 224 8.8 Zusammenfassung 225

Teil 3 -Optimierung 227 Kapitel 9 -Analysieren und Optimieren von Abfragen 229 9.1 Ausführungspläne und der Plancache 229 9.1.1 Kompilierung und Re-Kompilierung von Ausführungsplänen 233 9.1.2 Entfernen von Plänen aus dem Plancache 233 9.1.3 Parametrisierte Abfragen 234 9.1.4 Wiederverwendung von Abfrageplänen 235 9.2 Die Rolle von Statistiken 239 9.2.1 Erstellen und Aktualisieren von Statistiken 247 9.2.2 Gefilterte Indizes und Statistiken 252 9.2.3 Probleme mit Statistiken 255 9.2.4 Praxistipps für den Umgang mit Statistiken 267 9.3 Parametrisierte Abfragen 268 9.3.1 Positive Auswirkungen der Parametrisierung 269 9.3.2 Probleme mit Parametrisierung 275 9.3.3 Erzwungene Parametrisierung 276 9.4 Parameter Sniffing 279 9.4.1 Probleme mit Parameter Sniffing 279 9.4.2 Lösung von Parameter-Sniffing-Problemen 288 9.5 Physikalische JOIN-Operatoren 300 9.5.1 MERGE JOIN 301 9.5.2 HASH JOIN 303 9.5.3 NESTED LOOPS 305 9.6 Auffinden geeigneter Indizes 306 9.6.1 Suchargumente (SARGs) 307 9.6.2 Auswahl des gruppierten Index für eine Tabelle 309 9.6.3 Selektivität und Sortierung 311 9.6.4 Verknüpfungen und Fremdschlüssel (Foreign Keys) 319 9.6.5 Columnstore-Indizes 322 9.7 Zusammenfassung 331 Kapitel 10 -Auffinden problematischer Abfragen 333 10.1 Überwachung durch dynamische Verwaltungssichten 334 10.1.1 Auswertung der E/A-Operationen 335 10.1.2 Ermitteln fehlender Indizes 338 10.1.3 Auswerten der im Plancache gespeicherten Ausführungspläne 338 10.1.4 Permanentes Speichern der Informationen aus dynamischen Verwaltungssichten 341 10.1.5 Berichte 344 10.2 Arbeiten mit dem Profiler 346 10.3 Einsatz von Datenauflistungen 349 10.3.1 Manuelle Abfragen des VDWH 352 10.3.2 Erzeugen von Ablaufverfolgungen mit dem Datenauflister 354 10.4 Verwenden von erweiterten Ereignissen 357 10.5 Zusammenfassung 360 Kapitel 11 -Optimierung des physischen Datenbankentwurfes 361

11.1 Indexüberwachung mit Datenauflistungen 361 11.1.1 Ein Auflistsatz für fehlende und überflüssige Indizes 362 11.1.2 Ein Auflistelement für fehlende Indizes 364 11.1.3 Ein Auflistelement für die Indexverwendung 365 11.1.4 Daten sammeln und auswerten 367 11.2 Partitionierung mit Indizes 372 11.2.1 Horizontale Partitionierung 373 11.2.2 Vertikale Partitionierung 375 11.3 Arbeiten mit dem Datenbankoptimierungsratgeber 376 11.3.1 Tipps zur Verwendung des Datenbankoptimierungsratgebers 382 11.4 Zusammenfassung 384 Kapitel 12 -Kontrollieren von Ressourcen 385 12.1 Funktionsweise der Ressourcenkontrolle 386 12.2 Einrichten der Ressourcenkontrolle 387 12.2.1 Erstellen von Ressourcenpools 387 12.2.2 Einrichten von Arbeitsauslastungsgruppen 389 12.2.3 Entwerfen einer Klassifizierungsfunktion 389 12.2.4 Aktivieren der Ressourcenkontrolle 391 12.3 Zusammenfassung 392 Kapitel 13 -Testen und Optimieren des E/A-Systems 393 13.1 Physikalisches Datenbank-Layout 394 13.2 Testen des E/A-Systems 396 13.2.1 Testen auf Korrektheit von E/A-Operationen mit SQLIOSIM 396 13.2.2 Messen des E/A-Durchsatzes mit SQLIO 398 13.3 Zusammenfassung 406 AnhangA: Häufige Fehler und Irrtümer 407 A.1 Vertrauen auf RAID 5 407 A.2 Planung des E/A-Systems nach Kapazität 407 A.3 Gruppierter Index für den Primärschlüssel 407 A.4 Verwenden von GUIDs als Primärschlüssel 408 A.5 Verwenden von Autogrow 408 A.6 Verwenden von SHRINK DATABASE 409 A.7 Aktualisieren der Statistiken nach dem Re-Index 409 A.8 Optimierung = leistungsfähigere Hardware anschaffen 409 A.9 Scans sind generell schlecht 410 A.10 Dynamisches SQL ist ungesund 410 A.11 Verwenden automatisch erstellter UNIQUE-Indizes 410 A.12 Cursor sind in jedem Fall zu vermeiden 411 A.13 Mehr Einschränkungen in der WHERE-Klausel senken die Abfragekosten 413 A.14 Mehr Indizes können die Abfrageleistung von SELECT-Anweisungen nicht verschlechtern 415 A.15 Unzureichende Einschränkungen 418 A.16 Verwenden von Funktionen 419

A.17 Verwenden von Tabellenvariablen 421 A.18 Indizes und implizite Typkonvertierungen 422 Anhang B:Literatur 425 Stichwortverzeichnis 427 Vorwort Kapitel 1- Einleitung 1.1 Optimierungsmodell 1.2 Was vermittelt dieses Buch? 1.2.1 Tipps und Hinweise 1.3 Wo finde ich was? 1.4 Welche Voraussetzungen werden benötigt? 1.5 Begleitmaterial 1.6 Danksagung 1.7 Performanz oder Performance? Teil 1 -Grundlagen Kapitel 2 -Datenverwaltung durch SQL Server 2.1 Datenbanken 2.2 Daten lesen 2.3 Daten schreiben 2.3.1 Experiment: Transaktionsgröße 2.4 Zusammenfassung Kapitel3 - Ausführung von Abfragen 3.1 Logische Schritte der Abfrageausführung 3.2 Physikalischer Ausführungsplan 3.2.1 Parser 3.2.2 Algebrizer 3.2.3 Optimierer 3.2.4 Anzeigen des Ausführungsplanes 3.3 Zusammenfassung Kapitel 4 -Werkzeuge und Indikatoren zum Messen der Leistung 4.1 Allgemeine Werkzeuge 4.1.1 Messen mit der Stoppuhr 4.1.2 Statistische Größen 4.2 Der Aktivitätsmonitor 4.2.1 Übersicht 4.2.2 Prozesse 4.2.3 Ressourcenwartevorgänge 4.2.4 Datendatei E/A

4.2.5 Aktuell wertvolle Abfragen 4.3 Ablaufverfolgungen und der SQL Server Profiler 4.3.1 Erstellen einer einfachen Ablaufverfolgung 4.3.2 Ereignisse und Ereignisspalten 4.3.3 Arbeiten mit Ablaufverfolgungen 4.3.4 Serverseitige Ablaufverfolgungen 4.3.5 Arbeiten mit Ablaufverfolgungsdateien 4.4 Der Windows-Systemmonitor 4.4.1 Wichtige Leistungsindikatoren 4.4.2 Protokollieren mit Typeperf.exe 4.5 Verbindung von Systemmonitor- Berichten mit Ablaufverfolgungen 4.6 Dynamische Verwaltungssichten 4.6.1 Abfrage der aktuellen Aktivität 4.6.2 Abfrage der E/A-Vorgänge 4.6.3 Abfrage der insgesamt aufgetretenen Wartezustände 4.6.4 Abfrage der SQL Server-Leistungsindikatoren 4.7 Statistische Systemfunktionen 4.8 Gespeicherte Systemprozeduren 4.9 DBCC 4.10 SQLdiag 4.11 Ausführungspläne 4.11.1 Wichtige Operatoren in Ausführungsplänen 4.11.2 Eigenschaften von Operatoren 4.11.3 Analyse von Ausführungsplänen 4.12 Datenauflistungen 4.12.1 Konfiguration eines Verwaltungs-Data Warehouse 4.12.2 Konfigurieren von Datenauflistungen 4.13 Berichte 4.13.1 Allgemeine Berichte 4.13.2 Berichte der Datenauflistung 4.14 Erweiterte Ereignisse 4.14.1 Standardsitzungen 4.14.2 Eine Beispielsitzung 4.14.3 Auswertung der Ereignisprotokolle 4.15 SQL Server Service Broker 4.15.1 Beispiel: Überwachung der automatischen Dateivergrößerung 4.16 RML Utilities 4.16.1 ReadTrace 4.16.2 Reporter 4.16.3 OStress

4.17 Performance Analysis of Logs (PAL) 4.18 Zusammenfassung Teil 2 -Physische Aspekte des Datenbankentwurfes Kapitel 5 -Verwenden von Indizes 5.1 Der Heap: Eine Tabelle ohne Index 5.2 Der gruppierte Index 5.3 Der nicht gruppierte Index auf einem Heap 5.3.1 Forwarding Pointer 5.4 Der nicht gruppierte Index auf einem gruppierten Index 5.5 Eingeschlossene Spalten 5.6 Gefilterte Indizes 5.7 Indizierte Sichten 5.8 Columnstore-Indizes 5.9 Erstellen von Indizes 5.9.1 Manuelles Erstellen von Indizes: CREATE INDEX 5.9.2 Automatische Erstellung von Indizes 5.9.3 Indizes auf Sichten 5.9.4 Index-Füllfaktor 5.9.5 Einen Index neu aufbauen 5.9.6 Löschen von Indizes 5.10 Zusammenfassung Kapitel 6 -Verwalten von Indizes 6.1 Fragmentierung und Reorganisation 6.1.1 Einen Index reorganisieren 6.1.2 Einen Index neu erstellen 6.1.3 Strategie zur Indexprüfung und -Defragmentierung 6.2 Fehlende Indizes 6.2.1 Fehlende Indizes in gespeicherten Ausführungsplänen 6.2.2 Die sys.dm_db_missing_index -Systemsichten 6.3 Überflüssige Indizes 6.4 Index-Duplikate 6.5 Zusammenfassung Kapitel 7 -Partitionierung 7.1 Horizontale Partitionierung 7.1.1 Partitionierte Sichten 7.2 Vertikale Partitionierung 7.3 Zusammenfassung Kapitel 8 -Komprimierung von Daten

8.1 Allgemeines zur Komprimierung 8.2 Vorteile der Komprimierung 8.3 Komprimierungsarten 8.4 Beispiel: Auswirkung der Komprimierung auf die Abfrageleistung 8.5 Komprimierten Speicherplatz berechnen 8.6 Spalten mit geringer Dichte 8.7 Columnstore-Indizes 8.7.1 Erzeugen eines Columnstore-Index 8.7.2 Empfehlungen für den Einsatz von Columnstore-Indizes 8.7.3 Vorteile 8.7.4 Einschränkungen und Nachteile 8.8 Zusammenfassung Teil 3 -Optimierung Kapitel 9 -Analysieren und Optimieren von Abfragen 9.1 Ausführungspläne und der Plancache 9.1.1 Kompilierung und Re-Kompilierung von Ausführungsplänen 9.1.2 Entfernen von Plänen aus dem Plancache 9.1.3 Parametrisierte Abfragen 9.1.4 Wiederverwendung von Abfrageplänen 9.2 Die Rolle von Statistiken 9.2.1 Erstellen und Aktualisieren von Statistiken 9.2.2 Gefilterte Indizes und Statistiken 9.2.3 Probleme mit Statistiken 9.2.4 Praxistipps für den Umgang mit Statistiken 9.3 Parametrisierte Abfragen 9.3.1 Positive Auswirkungen der Parametrisierung 9.3.2 Probleme mit Parametrisierung 9.3.3 Erzwungene Parametrisierung 9.4 Parameter Sniffing 9.4.1 Probleme mit Parameter Sniffing 9.4.2 Lösung von Parameter-Sniffing-Problemen 9.5 Physikalische JOIN-Operatoren 9.5.1 MERGE JOIN 9.5.2 HASH JOIN 9.5.3 NESTED LOOPS 9.6 Auffinden geeigneter Indizes 9.6.1 Suchargumente (SARGs) 9.6.2 Auswahl des gruppierten Index für eine Tabelle 9.6.3 Selektivität und Sortierung 9.6.4 Verknüpfungen und Fremdschlüssel (Foreign Keys)

9.6.5 Columnstore-Indizes 9.7 Zusammenfassung Kapitel 10 -Auffinden problematischer Abfragen 10.1 Überwachung durch dynamische Verwaltungssichten 10.1.1 Auswertung der E/A-Operationen 10.1.2 Ermitteln fehlender Indizes 10.1.3 Auswerten der im Plancache gespeicherten Ausführungspläne 10.1.4 Permanentes Speichern der Informationen aus dynamischen Verwaltungssichten 10.1.5 Berichte 10.2 Arbeiten mit dem Profiler 10.3 Einsatz von Datenauflistungen 10.3.1 Manuelle Abfragen des VDWH 10.3.2 Erzeugen von Ablaufverfolgungen mit dem Datenauflister 10.4 Verwenden von erweiterten Ereignissen 10.5 Zusammenfassung Kapitel 11 -Optimierung des physischen Datenbankentwurfes 11.1 Indexüberwachung mit Datenauflistungen 11.1.1 Ein Auflistsatz für fehlende und überflüssige Indizes 11.1.2 Ein Auflistelement für fehlende Indizes 11.1.3 Ein Auflistelement für die Indexverwendung 11.1.4 Daten sammeln und auswerten 11.2 Partitionierung mit Indizes 11.2.1 Horizontale Partitionierung 11.2.2 Vertikale Partitionierung 11.3 Arbeiten mit dem Datenbankoptimierungsratgeber 11.3.1 Tipps zur Verwendung des Datenbankoptimierungsratgebers 11.4 Zusammenfassung Kapitel 12 -Kontrollieren von Ressourcen 12.1 Funktionsweise der Ressourcenkontrolle 12.2 Einrichten der Ressourcenkontrolle 12.2.1 Erstellen von Ressourcenpools 12.2.2 Einrichten von Arbeitsauslastungsgruppen 12.2.3 Entwerfen einer Klassifizierungsfunktion 12.2.4 Aktivieren der Ressourcenkontrolle 12.3 Zusammenfassung Kapitel 13 -Testen und Optimieren des E/A-Systems 13.1 Physikalisches Datenbank-Layout 13.2 Testen des E/A-Systems

13.2.1 Testen auf Korrektheit von E/A-Operationen mit SQLIOSIM 13.2.2 Messen des E/A-Durchsatzes mit SQLIO 13.3 Zusammenfassung Anhang A: Häufige Fehler und Irrtümer A.1 Vertrauen auf RAID 5 A.2 Planung des E/A-Systems nach Kapazität A.3 Gruppierter Index für den Primärschlüssel A.4 Verwenden von GUIDs als Primärschlüssel A.5 Verwenden von Autogrow A.6 Verwenden von SHRINK DATABASE A.7 Aktualisieren der Statistiken nach dem Re-Index A.8 Optimierung = leistungsfähigere Hardware anschaffen A.9 Scans sind generell schlecht A.10 Dynamisches SQL ist ungesund A.11 Verwenden automatisch erstellter UNIQUE-Indizes A.12 Cursor sind in jedem Fall zu vermeiden A.13 Mehr Einschränkungen in der WHERE- Klausel senken die Abfragekosten A.14 Mehr Indizes können die Abfrageleistung von SELECT- Anweisungen nicht verschlechtern A.15 Unzureichende Einschränkungen A.16 Verwenden von Funktionen A.17 Verwenden von Tabellenvariablen A.18 Indizes und implizite Typkonvertierungen Anhang B:Literatur Stichwortverzeichnis A B C D E F G H I J K L

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