SQL Server 何时将“脏页”回写到硬盘

原文出处： 舒永春

SQL Server的工作原理：不能直接修改硬盘上的数据，而是先将数据从硬盘读入到内存的data cache，然后在内存中修改（被修改过的页称为脏数据页），最后再从内存回写到硬盘。下述进程都可能将脏页回写到硬盘。

一、Checkpoint（检查点）

　　Checkpoint会搜索整个data cache，将脏页回写到硬盘。

　　以下情况通常会触发checkpoint：

1、运行Checkpoint 命令。

2、使用alter database往数据库中添加了文件，或者从数据库中删除了文件。

3、备份数据库。在数据库备份之前，数据库引擎会自动执行检查点，以便在备份中包含对数据库数据页面的全部更改。

4、正常关闭SQL Server，并且不使用NOWAIT选项。

5、SQL Server预计的恢复时间超过了恢复间隔（recovery interval）。该值默认为0，即由SQL Server自动配置，一般为1分钟。一般情况下，按最低每分钟10MB日志进行设计。

　　以下特殊情况也会触发checkpoint：

1、当恢复模式为简单时，如果日志文件的空闲空间低于70%。例外的情况是：如果日志文件是由于一个事务长时间执行而且尚未结束（意味着没有空间可释放）导致空闲空间低于70%，则不会触发checkpoint。

2、当恢复模式为大容量日志时，对数据库做了一个大容量操作。

　　checkpoint对数据库的影响：

1、当数据库重启时，SQL Server将从checkpoint 完成的这个时间点开始恢复，即在此之后做redo（前滚）。这种机制加速了恢复的进度。

2、当恢复模式为简单时，checkpoint在把脏页回写到硬盘后，就去截断日志（将VLF的状态从2改为0）。

二、Lazywriter（惰性编辑器）

　　SQL Server为每一个NUMA（非一致性内存访问）配备一个Lazywriter线程。Lazywriter被定期唤醒后，就去扫描与NUMA节点中的data cache，检查自由列表（free list）。如果列表的大小低于某个阀值（这个阀值取决于data cache的总大小）意味着内存压力，Lazywriter就去扫描data cache，将其中一些页标记到自由列表，表示这是空闲内存；如果这些页中有脏页，就回写到硬盘。

　　当Lazywriter察觉到系统有内存压力时，它会增加或减少自由列表上的数据页，使操作系统的可用物理内存保持在4.8~5.2MB，以防止分页。

　　Lazywriter自SQL Server 2005被引入。它与checkpoint的主要区别：checkpoint不会去修改自由列表。

　　这是一个周期运行的线程，默认情况下，每隔一秒钟运行一次。

三、Worker Thread（工作线程）

　　SQL Server 启动时，同时启动30~40个工作线程，用于完成客户端连接提出的各种操作请求。当客户端连接增加时，SQL Server会自动启动新的工作线程。当某个工作线程空闲15分钟，就会被关闭；当空闲内存不够时，某些工作线程也会被关闭（x86环境）。在x86环境，每个工作线程至少占用0.5MB内存；在x64环境，每个工作线程至少占用2MB内存。

　　当worker线程察觉内存压力时，它会扫描data cache，把一段时间内未被访问的数据页添加到自由列表；如果这些页中有脏页，就回写到硬盘。