In-Memory：内存数据库

在逝去的2016后半年，由于项目需要支持数据的快速更新和多用户的高并发，我试水SQL Server 2016的In-Memory OLTP，创建内存数据库实现项目的需求，现在项目接近尾声，系统运行稳定，写一篇博客，记录一下使用内存数据库的经验。

从SQL Server 2016开始支持In-Memory OLTP，通俗地讲，是内存数据库，使用内存优化表（Memory-Optimized Table，简称MOT）来实现，MOT驻留在内存中。在查询MOT时，只从内存中读取数据行，不会产生Disk IO；在更新MOT时，数据的更新直接写入到内存中。内存优化表能够在硬盘上维护一个数据副本，该副本只用于持久化数据，不用于数据读写操作。只有在数据库恢复时，数据库引擎才会从该副本中读取数据。

在内存数据库中，不是所有的数据都需要存储在内存中，有些数据仍然能够存储在Disk上，硬盘表（Disk-Based Table，简称DBT）是传统的表存储结构，每个Page是8KB，在查询和更新DBT时，产生Disk IO操作，将数据从Disk读取到内存，或者将数据更新异步写入到Disk中。

内存数据库将原本存储在Disk上的数据，存储在内存中，利用内存的高速访问优势实现数据的快速查询和更新，但是，内存数据库，不仅仅是存储空间的变化，内存数据库引擎实现本地编译模块（Natively compiled）、交叉事务（Cross-Container Transaction）和查询互操作（Query Interop）：

• 本地编译模块：如果代码模块只访问MOT，那么可以将该模块定义为本地编译模块，SQL Server直接将TSQL脚本编译成机器代码；SQL Server 2016支持本地编译的模式有：存储过程（SP），触发器（Trigger），标量值函数（Scalar Function）或内嵌多语句函数（Inline Multi-Statement Function）。相比于解释性（Interpreted）TSQL 模块，机器代码直接使用内存地址，性能更高。
• 交叉事务：在解释性TSQL模块中，一个事务既能访问硬盘表，也能访问内存优化表；实际上，SQL Server创建了两个事务，一个事务用于访问硬盘表，一个事务用于访问内存优化表，在DMV中，分别使用transaction_id 和 xtp_transaction_id 来标识。
• 查询互操作：解释性TSQL脚本能够访问内存优化表和硬盘表，本地编译模块只能访问内存优化表。

内存数据被整合到SQL Server关系引擎中，使用内存数据库时，客户端应用程序甚至感受不到任何变化，DAL接口也不需要做任何修改。由于Query Interop的存在，任何解释性TSQL脚本都能透明地访问MOT，只是性能没有本地编译TSQL脚本性能高。在使用分布式事务访问MOT时，必须设置合适的事务隔离级别，推荐使用Read Committed，如果发生MSSQLSERVER_41333 错误，说明产生交叉事务隔离错误（CROSS_CONTAINER_ISOLATION_FAILURE），原因是当前事务的隔离级别太高。

一，创建内存数据库

内存优化表的数据必须存储在包含Memory_Optimized_Data的File Group中，该FileGroup可以有多个File，每个File实际上是Folder，一个DB只能创建一个包含Memory_Optimized_Data的File Group。

step1，创建一个数据库，创建的Data File的数量最好和CPU内核数量保持一致，存放在不同的物理磁盘上；

use master 
go 

--Create database
create database Test_MemboryDB
on Primary
(
name=Test_MemoryDB_1,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_1.mdf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_2,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_2.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_3,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_3.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_4,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_4.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_5,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_5.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_6,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_6.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_7,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_7.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_8,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_8.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_9,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_9.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_10,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_10.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_11,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_11.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_12,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_12.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_13,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_13.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_14,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_14.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_15,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_15.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_16,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_16.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_17,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_17.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_18,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_18.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_19,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_19.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
),
(
name=Test_MemoryDB_20,
filename='D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemoryDB_20.ndf',
size=5GB,
FileGrowth=1GB
)
LOG ON 
( 
name = N'Test_MemboryDB_log', 
filename = N'D:\Program Files\Microsoft SQL Server\Test_MemboryDB_log.ldf' , 
size = 10GB , 
filegrowth = 1GB 
)
GO

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