为什么事务日志自动增长会降低你的性能

在该文里，我想详细谈下为什么你要避免事务日志（Transaction Log）上的自动增长操作（Auto Growth operations）。很多运行的数据库服务器，对于事务日志，用的都是默认的日志文件大小和自动增长设置。人们有时会很依赖自动增长机制，因为它们刚好能正常工作。当然，如果它正常工作的话，你不必太关注它，但很快你会发现会有问题出现。

只依赖于事务日志的自动增长机制总不是个好主意。首先它会导致严重的日志碎片（Log Fragmentation），在SQL Server启动期间，在你数据库上执行崩溃恢复（Crash Recovery）时会有很大的负面影响。另外，在你数据库里写入事务需要等待，只要事务日志触发了自动增长机制。

当事务日志的自动增长机制发生时，SQL Server总要零初始化新块，这个会在文件末尾加上。这和你的SQL Server实例是否用即时文件初始化（Instant File Initialization）特权——事务日志总会零初始化。这上面的原因非常明显：当SQL Server在过去已经完成事务日志的环绕式处理（wrap-around ），崩溃恢复（Crash Recovery）需要知道在哪里停。

零初始化的问题是会占用更多的时间（取决与你的自动增长率，还有你的存储速度）。在此期间没有别的事务可以写事务日志记录到事务日志。在事务日志管理器上会有闩锁造成的阻塞。因此你的写入事务会进入挂起状态（直到它们获得需要的闩锁），它们就等啊，等啊，等啊，直到你的事务日志自动增长完成。让我们用一个简单的例子演示下。

首先我为这个演示创建一个新的数据库。对于这个数据库，这里我不用默认的设置，对于事务日志，我指定了10GB的自动增长系数。这个的确是个不好的做法，但我只是用它来展示这个设置的副作用。请不要在你的生产数据库里使用这个错误配置！！！

-- Create a new database with 10 GB Auto Growth for the Transaction Log
CREATE DATABASE AutoGrowthTransactionLog ON PRIMARY 
(
    NAME = N'AutoGrowthTransactionLog', 
    FILENAME = N'C:Program FilesMicrosoft SQL ServerMSSQL10.MSSQLSERVERMSSQLDATAAutoGrowthTransactionLog.mdf',
    SIZE = 5120KB, 
    FILEGROWTH = 1024KB
)
LOG ON 
(
    NAME = N'AutoGrowthTransactionLog_log',
    FILENAME = N'C:Program FilesMicrosoft SQL ServerMSSQL10.MSSQLSERVERMSSQLDATAAutoGrowthTransactionLog_log.ldf',
    SIZE = 1024KB,
    FILEGROWTH = 10240000KB -- 10 GB Auto Growth!
)
GO

下一步里我在数据库里创建2个表。第1个表我通过插入一些日志来快速填充我的事务日志。在事务日志自动增长阶段，我们在第2个表里插入新的记录来证明这个事务会被自动增长机制阻塞。

-- Create a new table, every records needs a page of 8kb
CREATE TABLE Chunk
(
    Col1 INT IDENTITY PRIMARY KEY,
    Col2 CHAR(8000)
)
GO

-- Another simple table
CREATE TABLE Foo
(    
    Bar INT NOT NULL
)
GO

现在我们已经创建了必须的数据库对象，因次我可以通过新的没有立即提交的事务来填充事务日志：

-- Begin a new transaction, that blocks the 1st VLF in the Transaction Log
BEGIN TRANSACTION
INSERT INTO Chunk VALUES (REPLICATE('x', 8000))
GO

因为我们现在有了进行中，没提交的事务，SQL Server不能重用那部分事务日志，即这个事务存储的事务日志。它们有需要回滚的可能。因此现在我通过不同的会话插入66条其他记录来填充事务日志：

INSERT INTO AutoGrowthTransactionLog.dbo.Chunk VALUES (REPLICATE('x', 8000))
GO 66

最后在第一个会话里提交我们的事务：

COMMIT

这意味着在我们面前有一个差不多满的的事务日志，我们可以通过DBCC LOGINFO来验证：

DBCC LOGINFO

现在当我们往表里插入兮的记录时，事务日志已经没有可用空间了，SQL Server进入事务日志的自动增长。

-- This statement will trigger the Auto Growth mechanism!
INSERT INTO Chunk VALUES (REPLICATE('x', 8000))
GO

在自动增长期间的同时，为了监控发生了什么，我们可以在SSMS里打开新的一个会话窗口，尝试在第2个表插入另外的记录——表Foo：

-- This statement is now blocked by the Auto Growth mechanism.
INSERT INTO Foo VALUES (1)
GO

这个SQL 语句会阻塞，因为事务要写入事务日志记录的事务日志，当前不可用。为了进一步分析这个阻塞情形，你可以打开第3个会话窗口，执行下列2个SQL语句：

-- Analyze the blocking situation
SELECT wait_type, * FROM sys.dm_exec_requests
WHERE session_id IN (54, 55)

SELECT wait_type, * FROM sys.dm_os_waiting_tasks
WHERE session_id IN (54, 55)
GO

（额，俺本机测试失败………………）

从代码里可以看到，我用2个DMV sys.dm_exec_requests 和 sys.dm_os_waiting_tasks对2个会话都进行了跟踪——触发自动增长的会话，和被自动增长机制阻塞的会话。在这里，触发自动增长的会话里有所谓的抢占等待类型（Preemptive Wait Type）——PREEMPTIVE_OS_WRITEFILEGATHER。抢占等待类型是由SQL Server返回的等待类型，当SQL Server 执行一个WIN32 API函数在调度机制之外时。这里自动增长是通过WriteFileGather的WIN32 API函数完成的。

INSERT语句尝试在Foo表里插入新的记录出现LATCH_EX等待类型。如你从DMV sys.dm_os_waiting_tasks 里的resource_description列所见，在SQL Server的日志管理器上需要获得闩锁。你可以通过查询DMV sys.dm_os_latch_stats 限制lactch class为LOG_MANAGER再次确认。在那个特定闩锁上你会看到一些等待。那个闩锁是事务获取的，由事务日志的自动增长触发，只要这个闩锁要获得，每个其他写事务都会被阻塞。因此在系统上有大量等待时间时，这暗示这在事务日志里当前有自动增长问题需要处理。

希望我已经用这个日志说服你，依赖于事务日志的自动增长机制并不是最好的解决方案。用这个简单的例子可以看到，在你数据库里每个被自动增长操作阻塞的写入事务会发生阻塞，这肯定会伤及你数据库的吞吐量和扩展性。为了保证你有很好的事务日志性能，你可以最佳想实践下这个文章。