那些遇到过的问题

使用一半可用 CPU 核心的数据库实例

hcm*_*hcm 8 sql-server cpu sql-server-2019

我正在考虑以下场景：

  • 在 Windows Server 2016 上运行的 MSSQL Server 2019 Standard。
  • sys.dm_os_schedulers 显示 12 个可用的逻辑 CPU 核心。
  • 这 12 个核心分布在 2 个插槽中。
  • 尽管它们位于 2 个套接字上，但它们似乎位于同一个 NUMA 节点上（服务器由 VMWare 虚拟化）（coreinfo 输出）：
*-----------  Physical Processor 0
-*----------  Physical Processor 1
--*---------  Physical Processor 2
---*--------  Physical Processor 3
----*-------  Physical Processor 4
-----*------  Physical Processor 5
------*-----  Physical Processor 6
-------*----  Physical Processor 7
--------*---  Physical Processor 8
---------*--  Physical Processor 9
----------*-  Physical Processor 10
-----------*  Physical Processor 11

Logical Processor to Socket Map:
******------  Socket 0
------******  Socket 1

Logical Processor to NUMA Node Map:
************  NUMA Node 0
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)
  • 没有配置关联性。
  • 服务器托管多个实例。
  • 所有实例的 MAXDOP 设置为 6。

但我看到的一个症状是，当实例 1运行一组密集查询时，CPU 运行在 50% 上，单核使用 100%/很少的 CPU，交替出现： 图表

虽然这本身没问题，但此时实例 2的性能突然变得很糟糕，甚至失去了与数据库的连接。

有谁有想法或提示在哪里查看以进一步缩小这个问题的范围？请随时询问您需要的任何信息。:-)

编辑： @ErikDarling 的 vSphere 配置：

虚拟圈配置

错误日志输出：

2023-09-05 23:15:51.95 Server      Microsoft SQL Server 2019 (RTM-CU22) (KB5027702) - 15.0.4322.2 (X64) 
    Jul 27 2023 18:11:00 
    Copyright (C) 2019 Microsoft Corporation
    Standard Edition (64-bit) on Windows Server 2016 Standard 10.0 <X64> (Build 14393: ) (Hypervisor)

2023-09-05 23:15:51.95 Server      UTC adjustment: 2:00
2023-09-05 23:15:51.95 Server      (c) Microsoft Corporation.
2023-09-05 23:15:51.95 Server      All rights reserved.
2023-09-05 23:15:51.95 Server      Server process ID is 4852.
2023-09-05 23:15:51.95 Server      System Manufacturer: 'VMware, Inc.', System Model: 'VMware7,1'.
2023-09-05 23:15:51.95 Server      Authentication mode is MIXED.
2023-09-05 23:15:51.95 Server      Logging SQL Server messages in file 'D:\MSSQL15.MSSQLSERVER\MSSQL\Log\ERRORLOG'.
2023-09-05 23:15:51.95 Server      The service account is 'NT Service\MSSQLSERVER'. This is an informational message; no user action is required.
2023-09-05 23:15:51.95 Server      Registry startup parameters: 
     -d D:\MSSQL15.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\master.mdf
     -e D:\MSSQL15.MSSQLSERVER\MSSQL\Log\ERRORLOG
     -l D:\MSSQL15.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\mastlog.ldf
2023-09-05 23:15:51.95 Server      Command Line Startup Parameters:
     -s "MSSQLSERVER"
2023-09-05 23:15:53.75 Server      SQL Server detected 2 sockets with 6 cores per socket and 6 logical processors per socket, 12 total logical processors; using 12 logical processors based on SQL Server licensing. This is an informational message; no user action is required.
2023-09-05 23:15:53.75 Server      SQL Server is starting at normal priority base (=7). This is an informational message only. No user action is required.
2023-09-05 23:15:53.76 Server      Detected 92159 MB of RAM. This is an informational message; no user action is required.
2023-09-05 23:15:53.76 Server      Using conventional memory in the memory manager.
2023-09-05 23:15:53.76 Server      Page exclusion bitmap is enabled.
2023-09-05 23:15:53.87 Server      Buffer Pool: Allocating 4194304 bytes for 2621440 hashPages.
2023-09-05 23:15:54.03 Server      Default collation: Latin1_General_CI_AS (us_english 1033)
2023-09-05 23:15:54.03 Server      Automatic soft-NUMA was enabled because SQL Server has detected hardware NUMA nodes with greater than 8 physical cores.
2023-09-05 23:15:54.15 Server      Buffer pool extension is already disabled. No action is necessary.
2023-09-05 23:15:54.32 Server      Query Store settings initialized with enabled = 1, 
2023-09-05 23:15:54.33 Server      The maximum number of dedicated administrator connections for this instance is '1'
2023-09-05 23:15:54.33 Server      This instance of SQL Server last reported using a process ID of 4524 at 05.09.2023 23:15:29 (local) 05.09.2023 21:15:29 (UTC). This is an informational message only; no user action is required.
2023-09-05 23:15:54.34 Server      Node configuration: node 0: CPU mask: 0x000000000000003f:0 Active CPU mask: 0x000000000000003f:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. This is an informational message only. No user action is required.
2023-09-05 23:15:54.34 Server      Node configuration: node 1: CPU mask: 0x0000000000000fc0:0 Active CPU mask: 0x0000000000000fc0:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. This is an informational message only. No user action is required.
2023-09-05 23:15:54.37 Server      Using dynamic lock allocation.  Initial allocation of 2500 Lock blocks and 5000 Lock Owner blocks per node.  This is an informational message only.  No user action is required.
2023-09-05 23:15:54.38 Server      In-Memory OLTP initialized on standard machine.
2023-09-05 23:15:54.40 Server      [INFO] Created Extended Events session 'hkenginexesession'
2023-09-05 23:15:54.40 Server      Database Instant File Initialization: disabled. For security and performance considerations see the topic 'Database Instant File Initialization' in SQL Server Books Online. This is an informational message only. No user action is required.
2023-09-05 23:15:54.40 Server      Total Log Writer threads: 3. This is an informational message; no user action is required.
2023-09-05 23:15:54.43 Server      clwb is selected for pmem flush operation.
2023-09-05 23:15:54.45 Server      CLR version v4.0.30319 loaded.
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

sys.dm_os_schedulers：

scheduler_address   parent_node_id  scheduler_id    cpu_id  status  is_online   is_idle preemptive_switches_count   context_switches_count  idle_switches_count current_tasks_count runnable_tasks_count    current_workers_count   active_workers_count    work_queue_count    pending_disk_io_count   load_factor yield_count last_timer_activity failed_to_create_worker active_worker_address   memory_object_address   task_memory_object_address  quantum_length_us   total_cpu_usage_ms  total_cpu_idle_capped_ms    total_scheduler_delay_ms    ideal_workers_limit
0x0000025918220040  0   0   0   VISIBLE ONLINE  1   1   1153043 16864086    133496581   4   0   9   4   0   0   4   285671940   10880995620 0   0x00000259186BC160  0x000002591804E040  0x0000025918050040  4000    0   0   7283681 57
0x0000025918240040  0   1   1   VISIBLE ONLINE  1   1   1447172 19240663    140078602   5   0   10  4   0   0   4   301808773   10880994760 0   0x00000259183A8160  0x0000025918058040  0x000002591805A040  4000    0   0   7212441 58
0x0000025918260040  0   2   2   VISIBLE ONLINE  1   0   214859549   566109938   1285209060  4   1   9   4   0   0   6   -1417541559 10880995669 0   0x0000026F4AD94160  0x0000025918060040  0x0000025918062040  4000    0   0   32962149    55
0x0000025918480040  0   3   3   VISIBLE ONLINE  1   1   183703151   539137658   1240154119  3   0   9   3   0   0   3   -1502852373 10880995416 0   0x000002591850E160  0x0000025918068040  0x000002591806A040  4000    0   0   37429531    56
0x00000259184A0040  0   4   4   VISIBLE ONLINE  1   1   9690121 55468504    372230585   5   0   10  5   0   0   4   807572752   10880995541 0   0x0000025918580160  0x0000025918070040  0x0000025918072040  4000    0   0   14392226    56
0x00000259184C0040  0   5   5   VISIBLE ONLINE  1   1   86901162    272690595   959567522   4   0   11  3   0   0   2   2129958437  10880995650 0   0x0000026BFFCBE160  0x0000025918078040  0x000002591807A040  4000    0   0   24265549    57
0x00000259184E0040  0   1048578 0   HIDDEN ONLINE   1   0   10806   0   2405    1   0   1   1   0   0   1   2078088 10880994401 0   0x00000259186B6160  0x00000259186B0040  0x00000259186B2040  4000    0   0   0   2
0x0000025918C20040  1   6   6   VISIBLE ONLINE  1   1   14364691    48529713    395946180   4   0   9   3   0   0   2   862720484   10880993363 0   0x00000268144D2160  0x0000025918620040  0x0000025918622040  4000    0   0   14308350    57
0x0000025918C40040  1   7   7   VISIBLE ONLINE  1   1   981117  15276400    106523681   4   0   8   3   0   0   3   225092127   10880995322 0   0x0000025918E02160  0x0000025918628040  0x000002591862A040  4000    0   0   6992313 57
0x0000025918C60040  1   8   8   VISIBLE ONLINE  1   1   278403126   713103290   1467283639  2   0   8   2   0   0   1   -1025444988 10880995657 0   0x00000267DA07C160  0x0000025918630040  0x0000025918632040  4000    0   0   37662853    55
0x0000025918F00040  1   9   9   VISIBLE ONLINE  1   1   12156863    43687653    376792761   3   0   8   3   0   0   2   821501532   10880993419 0   0x0000026882FAC160  0x0000025918638040  0x000002591863A040  4000    0   0   12790071    56
0x0000025918F20040  1   10  10  VISIBLE ONLINE  1   1   183639496   503573475   1376124782  2   0   7   2   0   0   1   -1243539994 10880995250 0   0x00000268A8E1C160  0x0000025918640040  0x0000025918642040  4000    0   0   30034933    55
0x0000025918F40040  1   11  11  VISIBLE ONLINE  1   1   10686428    37944165    326803213   5   0   9   4   0   0   3   712439435   10880986711 0   0x0000025B1CADA160  0x0000025918648040  0x000002591864A040  4000    0   0   12708950    57
0x0000025918F60040  1   1048579 6   HIDDEN ONLINE   1   0   0   0   2215    1   0   1   1   0   0   1   2048291 10880993266 0   0x0000025919104160  0x000002591867E040  0x0000025919100040  4000    0   0   0   2
0x00000259191A0040  64  1048576 0   VISIBLE ONLINE (DAC)    1   1   4   9   12095   2   0   3   1   0   0   0   12102   10880209924 0   0x00000259186BA160  0x0000025919122040  0x0000025919124040  4000    0   0   0   5
0x000002591F9A0040  0   1048580 1   HIDDEN ONLINE   1   1   0   0   100614190   1   0   1   1   0   0   1   200151374   10880995666 0   0x000002591F96E160  0x000002591F968040  0x000002591F96A040  4000    0   0   0   2
0x000002591F980040  1   1048581 7   HIDDEN ONLINE   1   1   0   0   761882074   1   0   1   1   0   0   1   1210023305  10880995572 0   0x000002591F976160  0x000002591F970040  0x000002591F972040  4000    0   0   0   2
0x000002591F9C0040  1   1048582 8   HIDDEN ONLINE   1   1   0   0   755215122   1   0   1   1   0   0   1   1199890707  10880995666 0   0x000002591F97E160  0x000002591F978040  0x000002591F97A040  4000    0   0   0   2
0x000002591F9E0040  1   1048583 9   HIDDEN ONLINE   1   1   0   0   749447107   1   0   1   1   0   0   1   1191192769  10880995666 0   0x000002591FB80160  0x000002591F67C040  0x000002591F67A040  4000    0   0   0   2
0x0000025920320040  0   1048584 2   HIDDEN ONLINE   1   1   6   0   12128   1   0   1   1   0   0   1   12189   10880901314 0   0x0000025921A1E160  0x0000025921A18040  0x0000025921A1A040  4000    0   0   0   2
0x0000025920340040  0   1048585 3   HIDDEN ONLINE   1   1   2   0   12123   1   0   1   1   0   0   1   12179   10880901330 0   0x0000025921A32160  0x0000025921A2E040  0x0000025921A2C040  4000    0   0   0   2
0x0000025920240040  0   1048586 4   HIDDEN ONLINE   1   1   565500  0   2766233 1   0   1   1   0   0   1   5482068 10880994369 0   0x0000025924210160  0x000002592420A040  0x000002592420C040  4000    0   0   0   2
0x00000259285C0040  0   1048587 5   HIDDEN ONLINE   1   1   2972    0   3393964 0   0   1   0   0   0   0   6777584 10880866350 0   0x000002594F878160  0x000002594F860040  0x000002594F868040  4000    0   0   0   1
0x00000259285E0040  0   1048588 0   HIDDEN ONLINE   1   1   985 0   881850  0   0   1   0   0   0   0   1751250 10880866350 0   0x000002596012A160  0x000002594F87A040  0x000002594F87C040  4000    0   0   0   1
0x0000025960420040  1   1048589 10  HIDDEN ONLINE   1   1   1883    0   1831914 0   0   1   0   0   0   0   3652749 10880866350 0   0x0000025A85804160  0x0000025A85850040  0x0000025A85876040  4000    0   0   0   1
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0x000002592A620040  1   1048614 9   HIDDEN ONLINE   1   1   3448    0   3469913 0   0   1   0   0   0   0   6929661 10880176213 0   0x0000025A82A4E160  0x0000025A82A46040  0x0000025A82A48040  4000    0   0   0   1
0x0000025A86620040  0   1048615 3   HIDDEN ONLINE   1   1   3332    0   3070622 0   0   1   0   0   0   0   6130958 10880176213 0   0x0000025A6D298160  0x0000025A6D2BC040  0x0000025A6D2E6040  4000    0   0   0   1
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0x0000025A86680040  1   1048617 10  HIDDEN ONLINE   1   1   2   0   15639   0   0   1   0   0   0   0   19194   10880884265 0   0x0000025A861F4160  0x0000025A861B8040  0x0000025A861EC040  4000    0   0   0   1
0x0000025A866A0040  1   1048618 11  HIDDEN ONLINE   1   1   3   0   14081   0   0   1   0   0   0   0   16078   10880884202 0   0x00000259D07F2160  0x0000025A861FE040  0x00000259D0668040  4000    0   0   0   1
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

sys.dm_os_nodes：

node_id node_state_desc memory_object_address   memory_clerk_address    io_completion_worker_address    memory_node_id  cpu_affinity_mask   online_scheduler_count  idle_scheduler_count    active_worker_count avg_load_balance    timer_task_affinity_mask    permanent_task_affinity_mask    resource_monitor_state  online_scheduler_mask   processor_group cpu_count
0   ONLINE  0x0000025918032040  0x000002591802A640  0x0000025918600160  0   63  6   6   23  3   45  60  1   63  0   6
1   ONLINE  0x0000025918604040  0x000002591802AD90  0x0000025919080160  0   4032    6   6   16  1   64  0   1   4032    0   6
64  ONLINE DAC  0x0000025919106040  0x000002591802B4E0  0x00000259186B8160  64  0   1   1   1   0   0   0   0   63  0   6
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

系统配置：

configuration_id    name    value   minimum maximum value_in_use    description is_dynamic  is_advanced
1535    affinity mask   0   -2147483648 2147483647  0   affinity mask   1   1
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

DBCC Tracestatus： 没有打印任何表，所以我认为这证明没有跟踪正在运行？

Sea*_*ser 10

但我看到的一个症状是，当实例 1 运行一组密集查询时，CPU 运行在 50% 上，单核使用 100%/很少的 CPU，交替出现

虽然这本身没问题，但此时实例 2 的性能突然变得很糟糕，甚至失去了与数据库的连接。

问题的关键与 Windows 和 SQL Server 中的 CPU 调度和线程关联性有关。

  • 有两个 SQL Server 实例，彼此都不知道对方。
  • 有两个套接字，SQL 将为每个套接字设置线程级别关联性（因为不存在其他跟踪标志）。
  • SQL Server 只向操作系统提供要调度的线程，它不控制线程的调度。
  • Windows 按其认为合适的方式进行安排。
  • 由于 CPU 调度和处理能力而导致的虚拟化偏差可能会发挥作用，例如 VMWare 中的 cpu Ready 和 co-stop。
  • MAXDOP 设置为 6，即整个套接字。SQL Server通常不会跨越套接字或 NUMA 节点来放置并行线程。

在不陷入并行线程放置的浑水的情况下，最好假设它将被放置在连接本地的线程集上。如果连接最初位于 cpu 3 上，则它将位于套接字 0 的本地，这会将线程放置设置为套接字 0 关联线程（在本例中为 0 - 5）。这本质上就是您 50% 的 cpu 使用率的来源... SQL Server 正在运行并行查询，SQL Server 实例 1 中的线程设置为可用于操作系统运行，操作系统安排它们在某个时刻运行。

这种情况每秒发生多次，任何等待都会导致线程无法调度，因为根据操作系统，它将处于无限期等待状态。因为这些并不是唯一需要调度的线程，因为其他项目也需要运行（例如实例 2、服务等），并且这些线程可能位于与同一组处理器关联的线程上。由于其他因素（例如 ISR、DPC、APC 等），它们可能没有时间运行或无法运行完成。

如果 SQL Server 实例 1 在实例 2 也需要的相同内核上运行大量线程，并且运行大量线程，则它们无法同时运行。此外，操作系统对 SQL、任何可能的超时、错误或其他任何内容一无所知，因此它会按照它认为合适的方式调度线程。假设实例 1 运行一个使用并行性的查询，其中底层实现是一个紧密循环，不会在内部屈服于 SQL 操作系统（SQL Server 实现了协作调度环境，而 Windows 则没有）。假设这些线程上没有其他等待（磁盘、内存、网络等）。在运行实例 2 中的线程之前，可以安排线程在 CPU 上多次运行，这同样取决于 Windows。假设实例 2 正在运行一个需要内存分配的线程，该线程可能会向 Windows 内存管理器请求分配，而 Windows 内存管理器又可能需要等待并发锁才能继续下一步。这将使该线程处于等待状态，并且上下文被关闭，从而关闭 CPU。另外假设该线程的超时时间为 15 秒。在将锁授予该线程之前，可能会遇到超时，这只会将该线程置于警报状态（根据 Windows）并允许它被调度，该线程可能位于一堆其他线程之后，例如隐藏的调度程序实例、另一个实例、传入的网络数据包、视频渲染、磁盘完成等。

这是一个人为的例子吗？是的，事实上给出了一个易于理解的例子。

这甚至没有引入虚拟机管理程序、它们如何调度、允许的 CPU 调度漂移等，这在 VMware 中是可能的。它也没有考虑到可能超额订阅主机的虚拟化平台管理员的任何问题。

SQL Server 中线程亲和性的示例：

FROM sys.dm_os_threads  t
    inner join sys.dm_os_schedulers s
        on t.scheduler_address = s.scheduler_address
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud) 
+----------------+--------------+----------------+--------------+-----------+
| parent_node_id | scheduler_id | status         | os_thread_id | affinity  |
+----------------+--------------+----------------+--------------+-----------+
| 0              | 0            | VISIBLE ONLINE | 6156         | 63        |
| 0              | 0            | VISIBLE ONLINE | 6160         | 63        |
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Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

这就是为什么：

  • 我的服务器上不会有超过一个实例
  • 如果您要在同一台服务器上拥有多个实例，请正确设置 cpu 关联性
  • 不超额认购主机
  • 在虚拟机管理程序中为 SQL Server 来宾提供保留的 cpu、内存和磁盘分配
  • 假设 SMT 核心不是完整的执行单元

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1 年，8 月 前
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