tempdb大量闩锁等待问题分析

本文分析了SQL Server tempdb数据库在高并发场景下出现PAGELATCH_UP等待的问题,并提供了解决方案,包括增加tempdb数据文件数量及合理规划物理磁盘。

背景

客户业务系统升级后,高峰期运行缓慢,在SQL专家云上看到数据库出现严重等待,需要分析原因并紧急处理。

现象

登录到SQL专家云中,进入实时可视化页面,在活动会话里面看到有大量资源等待的会话。

点击一个时间点,进入到该时间点的活动会话原始数据。看到大量会话的等待类型为PAGELATCH_UP,等待资源为“2:1:xxxxxxx” ,SQL语句都和临时表有关。

分析

会话等待的资源“2:1:xxxxxxx” 代表ID为 2 的数据库(tempdb)的1号文件(tempdev)的xxxxxxx页。SQL语句创建一个临时表时,相当于在tempdb中创建一张表,SQL Server要为这张表分配存储页面,需要修改SGAM、PFS、GAM系统数据页,为了其他表不会分配到同一个数据页,在修改时使用闩锁,修改完成后释放闩锁。

这种机制对一般的用户数据库不会有问题,因为正常的应用不会折腾着不停地建表、删表。但是tempdb就不同了,经常会有高并发的SQL语句使用临时表。因此在同一个时间点会有很多线程要修改系统页,就会产生大量的PAGELATCH_UP闩锁等待。

<think> 我们正在讨论SQL Server中写入时无法获取(latch)请求的影响。是SQL Server内部用于同步内存访问的轻量级同步对象,用于保护共享数据结构(如缓冲池中的页)的一致性。 根据引用[1],我们知道在默认情况下,INSERT、UPDATE、DELETE命令会自动使用独占(exclusive lock)。但是,这里我们要讨论的是(latch),它与(lock)不同。用于保护事务的一致性,而用于保护内存中数据结构的物理一致性。 当写入操作(如修改数据页)无法获取时,通常是因为有其他会话正在访问同一内存结构(例如,另一个会话正在读取或修改同一数据页)。这种情况下,写入操作必须等待,直到可用。这可能会导致以下影响: 1. **性能下降**:等待会增加操作的响应时间,进而影响整个系统的吞吐量。 2. **阻塞和超时**:如果等待时间过长,可能导致命令超时(如查询超时)或应用程序的阻塞。 3. **竞争(Latch Contention)**:在高并发场景下,多个会话同时竞争同一资源,可能导致严重的性能瓶颈。常见的竞争包括对最后一页插入的热点竞争(如自增主键的并发插入)。 4. **系统监视**:可以通过动态管理视图(如`sys.dm_os_latch_stats`)来监视等待情况。 引用[2]和[3]提供了关于SQL Server(lock)的监控和解决方法,但我们需要区分(lock)和(latch)。虽然两者都是并发控制机制,但是事务级别的,而是内存访问级别的。 对于问题,我们可以: - 识别热点页(如通过`sys.dm_os_wait_stats`查看等待类型为`PAGELATCH_*`或`PAGEIOLATCH_*`的等待)。 - 优化数据库设计(如使用分区来分散热点页的竞争)。 - 调整应用程序逻辑以减少对同一页的并发访问。 因此,写入时无法获取会导致延迟和性能问题,严重时可能导致写入操作失败(如超时)或系统响应迟缓。 </think> ### SQL Server写入时无法获取请求的影响分析 在SQL Server中,**(Latch)** 是用于保护内存中共享数据结构(如缓冲池中的页)的轻量级同步机制。当写入操作无法获取时,会产生以下关键影响: #### 1. **写入操作阻塞** - 任何需要修改数据页的写操作(INSERT/UPDATE/DELETE)必须获取**排他(Exclusive Latch)** 。 - 若无法立即获取(例如其他会话持有共享读取该页),操作将转入**等待队列**,导致: - 线程挂起,占用系统资源 - 事务延迟提交 - 应用程序响应时间增加[^1] #### 2. **性能瓶颈** - 高并发场景下,竞争会引发显著性能下降: - `PAGELATCH_*`等待类型激增(通过`sys.dm_os_wait_stats`可观测) - 每秒事务处理量(TPS)骤降 - CPU利用率异常升高(线程频繁切换) #### 3. **潜在死风险** - 当多个会话循环等待彼此的资源时,可能形成**(Latch Deadlock)** 。 - SQL Server会自动检测并终止其中一个事务(错误号1205),导致写入失败[^2]。 #### 4. **系统级连影响** - **I/O压力增大**:长时间等待可能触发异步写入堆积。 - **内存压力**:未完成的修改操作会延缓缓冲池页的释放。 - **日志增长**:事务持久化延迟导致日志文件累积。 #### 5. **典型场景示例 - **热点页竞争**:频繁写入自增主键表的最后一页(如订单表)。 - **索引维护**:重建聚集索引时争用B-Tree分支节点。 - **TempDB争用**:临时对象分配页的并发访问。 --- ### 诊断与优化建议 1. **监控工具**: ```sql -- 检测当前等待 SELECT * FROM sys.dm_os_wait_stats WHERE wait_type LIKE 'PAGELATCH_%'; -- 定位阻塞源(引用扩展[^2]) SELECT er.session_id, CAST(csql.text AS varchar(max)) AS CallingSQL FROM sys.dm_exec_requests er CROSS APPLY sys.dm_exec_sql_text(er.sql_handle) csql WHERE er.wait_type LIKE 'PAGELATCH_%'; ``` 2. **优化策略**: - **分区表**:分散热点页到不同文件组(如按时间范围分区)。 - **索引优化**:减少宽索引,使用`INCLUDE`列覆盖查询。 - **内存配置**:确保`max server memory`预留足够空间缓冲池。 - **并发控制**:对高频写入使用`OPTIMIZE_FOR_SEQUENTIAL_KEY`(SQL Server 2019+)。 > ⚠️ **关键区别**:(Latch)是物理内存保护机制,区别于事务(Lock)。后者通过`sys.dm_tran_locks`监控(如引用[^1]所述),而争用需通过内存相关DMV分析[^3]。 ---
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