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本篇文章為大家展示了 sql server 中的任務調度與 CPU 深入講解是怎樣的，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

一. 概述

我們知道在操作系統看來，sql server 產品與其它應用程序一樣，沒有特別對待。但內存，硬盤，cpu 又是數據庫系統最重要的核心資源，所以在 sql server 2005 及以后出現了 SQLOS，這個組件是 sqlserver 和 windows 的中間層，用于 CPU 的任務調度，解決 I / O 的資源爭用，協調內存管理等其它的資源協調工作。下面我來試著講講 SQLOS 下的 Scheduler 調度管理。話不多說了，來一起看看詳細的介紹吧。

二. CPU 的配置

在 Sql server 里點擊數據庫實例右鍵到屬性，選擇處理器進行配置。最大工作線程數的默認值是 0（注意這里配置的是 worker 它是對 CPU 的真正封裝）。這使得 SQL Server 能夠在啟動時自動配置工作線程的數量。默認設置對于大多數系統是最好的。但是，根據您的系統配置，將最大工作線程數設置為一個特定的值有時會提高性能。當查詢請求的實際數量小于最大工作線程數時，一個線程處理一個查詢請求。但是，如果查詢請求的實際數量超過最大線程量時，SQLServer 會將 Worker Threads 線程池化，以便下一個可用的工作線程可以處理請求。

配置如下圖所示:

也可以通過 T -sql 配置，下例通過 sp_configure 將 max worker 線程選項配置為 900

USE AdventureWorks2012 ; GO EXEC sp_configure  show advanced options , 1; GO RECONFIGURE ; GO EXEC sp_configure  max worker threads , 900 ; GO RECONFIGURE;

Max Worker Threads 服務器配置選項不考慮的線程，像高可用、Service Broker、Lock 管理等其它。如果配置的線程數量超過了，下面的查詢將提供關于系統任務產生的額外線程信息

is_user_process = 0 表示系統任務，非用戶任務。

SELECT s.session_id, r.command, r.status, r.wait_type, r.scheduler_id, w.worker_address, w.is_preemptive, w.state, t.task_state, t.session_id, t.exec_context_id, t.request_id FROM sys.dm_exec_sessions AS s INNER JOIN sys.dm_exec_requests AS r ON s.session_id = r.session_id INNER JOIN sys.dm_os_tasks AS t ON r.task_address = t.task_address INNER JOIN sys.dm_os_workers AS w ON t.worker_address = w.worker_address WHERE s.is_user_process = 0;

下面顯示每個用戶的活動會話數

SELECT login_name ,COUNT(session_id) AS session_count FROM sys.dm_exec_sessions WHERE status sleeping GROUP BY login_name;

下表顯示了各種 CPU 和 SQLServer 組合的最大工作線程的自動配置數量。

Number of CPUs

32-bit computer

64-bit computer

= 4 processors

256

512

8 processors

288

576

16 processors

352

704

32 processors

480

960

64 processors

736

1472

128 processors

4224

4480

256 processors

8320

8576

根據微軟的建議：這個選項是一個高級選項，應該只由經驗豐富的數據庫管理員或經過認證的 SQL Server 專業人員更改。如果您懷疑存在性能問題，則可能不是工作線程的可用性。原因更像是 I /O，這會導致工作線程等待。在更改最大工作線程設置之前，最好找到性能問題的根本原因。

二. 調度原理

2.1 Scheduler 任務調度

Sqlserver 的一個 Scheduler 對應操作系統上的一個邏輯 CPU 用于任務分配。調度分配從 NUMA 節點級別開始。基本算法是一個用于新連接的循環調度。當每個新的連接到達時，它被分配給基于循環的調度器。在相同的 NUMA 節點內，以最小的負載因子分配給調度器的新連接。

2.2 Worker

Worker 又稱為 WorkerThread，每個 Worker 跟一個線程，是 Sql server 任務的執行單位。多個 Worker 對應一個 Scheduler，公式 Workers=max worker threads/onlines scheduler。在一個 Scheduler 上，同一時間只能有一個 Worker 運行。例如 4 個處理器的 64 位操作系統，它的每個 Scheduler 的 Worker 是 512/4=128。

2.3 Task

在 Worker 上運行的最小任務單元。最簡單的 Task 就是一個簡單的 Batch，當一個會話發出一個請求時，Sql server 會把這個請求拆分一個或多個任務 (Tasks), 然后關聯對應個數的工作者線程 (worker thread)。

例如下面是二個 Task , 二個 Task 可能不是同一個 Worker。二個 Worker 也可能不是同一個 Scheduler.

select @@servernameGoselect getdate()GO

每個 Task 線程都有 3 個狀態:

Running: 一個處理器在某個時間只能做一件事情，當一個線程正在一個處理器上運行時，這個線程的狀態就是 running。 Suspended: 沒有足夠資源時，當前線程放棄占有處理器，變成掛起狀態。 Runnable: 一個線程已完成了等待，但還沒有輪到它運行，就會變成 runnable 狀態，這種信號等待 (signal wait)

2.4 Yielding

Yelding 就是所有邏輯 scheduler 上運行的 Worker 都是非搶占式的, 在 Scheduler 上 Worker 由于資源等待, 讓出給其它 Worker 就叫 Yielding。

下面講述幾種發生的狀態：

1. 當 Woker 在 Scheduler 上運行了超過 4ms, 就做 Yielding。

2. 每做 64k 的結果集的排序，就會做一次 Yielding。

3. 做語句 Complie 編譯的過程中, 這個過程比較占 CPU 資源時，經常會有 Yielding 等。

2.5 調度關系圖如下：

2.5 Task 在調度運行圖如下：

1. 當 Task 是 Runnig 時，它是 Schedler 的活動 Worker。

2. 當 Task 只等待 CPU 運行時，它被放入 Schedler 可運行的隊列中。

3. 當 Task 在等待某個資源時（比如鎖、磁盤輸入 / 輸出等）時，它處于“Suspended 掛起狀態”狀態。

4. 如果 Task Scheduler 掛起狀態完成了等待，那么它就會被放到 Scheduler 的 Runnable 隊列的末尾。

5. 如果運行線程自動 Yidlding 讓步，則將其放回 Scheduler 的 Runnable 隊列的末尾。

6. 如果運行的線程需要等待某個資源，它將被調出 Scheduler 調度器并進入掛起狀態 Waiter list。

7. 如果正在運行的線程完成它的工作，那么 Runnable 隊列的頂部的第一個線程就變成了“運行”線程。

三. 使用 dmv 任務查看

3.1. 通過 sys.dm_os_sys_info 查看 scheduler 與 cpu 的關系如下:

SELECT cpu_count,max_workers_count,scheduler_count FROM sys.dm_os_sys_info

3.2 查看最大 Worker 數

select max_workers_count from sys.dm_os_sys_info

3.3 查看 Task 與 Worker 關系

-- 在每一個連接里，我們可能會有很多 batch, 分解成多個 task 以支持如并行查詢  select task_address,task_state,scheduler_id,session_id,worker_address from sys.dm_os_tasks where session_id 50select state,last_wait_type,tasks_processed_count,task_address, worker_address, scheduler_address from sys.dm_os_workers where worker_address =0x00000000043621A0

3.4 查看 Scheduler

--scheduler_id 255  代表用戶 CPU, 相反代表 SYSTEM SCHEDULERSELECT scheduler_id, cpu_id, is_online, current_tasks_count, runnable_tasks_count, current_workers_count, active_workers_count, work_queue_count FROM sys.dm_os_schedulers WHERE scheduler_id   255

cpu_id: 關聯的 cpu。CPU ID =255 這類 Scheduler 都用于系統內部使用。比如說資源管理、DAC、備份還原操作等。

is_online: 0 調度器離線，1 在線。

current_tasks_count: 當前任務數，狀態包括：(等待，運行，已完成)。

runnable_tasks_count: 以分配任務，并在可運行隊列中等待被調度的任務數，使用率不高的情況下，這個值會是 0。

current_workers_count: 此 scheduler 關聯的線程數。包括處于空閑狀態的線程 work。

active_workers_count: 當前處理活動的線程數, 它必須關聯任務 task, 包括 running,runnable,suspend。

work_queue_count: 隊列中的任務 task 等待數，如果不為 0，意味著線程用盡的壓力。

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