SQLServer中使用扩展事件获取Session级别的等待信息以及SQLServer 2016中Session级别等待信息的增强

服务器

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2019-7-8

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本文出处:http://www.cnblogs.com/wy123/p/6835939.html 

什么是等待

简单说明一下什么是等待:
当应用程序对SQL Server发起一个Session请求的时候,这个Session请求在数据库中执行的过程中会申请其所需要的资源,
比如可能会申请内存资源,表上的锁资源,物理IO资源,网络资源等等,
如果当前Session运行过程中需要申请的某些资源无法立即得到满足,就会产生等待。
SQL Server会以不用的方式来展现这个等待信息,比活动Session的等待信息,实例级的等待信息等等。
SQL Server中,等待事件是作为DBA进行TroubleShooting的重要参考信息之一,SQL Server中可以通过多中方式来获取等待信息。

但是对于SQL Server 2016之前的版本来说,不管是活动Session级别的等待和实例级的等待,参考意义都有限,
更多的时候是想要更加详细的且可以事后分析的等待,这就需要收集那些曾经已执行过的Session产生的等待信息,也就是特定Session等待信息的历史记录
本文重点介绍使用扩展事件来捕获等待信息,但不介绍扩展事件本身的使用,重点放在如何使用扩展事件来获取想要的等待事件信息。
需要对扩展事件有一定的了解。

等待信息的获取途径

在SQL Server中有一个系统视图sys.dm_os_wait_stats记录了自数据库服务启动以来累积产生的等待信息,
如下图,这个结果是实例级的,也就是记录的整个数据库服务器所有的等待事件的累积。
多数时候参考意义不是很大,比如某一天的网络延时很高,sys.dm_os_wait_stats中累计记录了大量的ASYNC_NETWORK_IO等待信息。
但是到了第二天或者什么时候,网络变好了,但是sys.dm_os_wait_stats中记录的ASYNC_NETWORK_IO等待信息是不变的
也就是说sys.dm_os_wait_stats无法反映实时等待情况。

当然要获取实时的等待信息也简单,记录两个时间点之间sys.dm_os_wait_stats中等待时间的差值,可以间接地反映出来某一段时间的数据的等待信息。
但是这个信息仍然比较粗略,依旧是实例级的,某些时候依旧是不足够作为参考的。

 

另外一个是通过sys.dm_exec_requests这个系统视图的wait_type,wait_time等获取活动Session的等待信息
如截图,但是这个是活动Session的信息,当Session完成之后,它的等待信息就看不到曾经都产生了那些等待,分别是多久。
也就说,你无法追溯历史上某一个Session或者某一个SQL(存储过程)执行过程中的都产生了什么类型的等待,等待了多长时间。

实话说,不管是sys.dm_os_wait_stats还是sys.dm_exec_requests,在正常情况下,获取到的等待信息实用价值都是不高或者是适用场景有限。

 

更多的时候我们是想要更细一级的等待,比如某一个Login、某一部分Session、甚至某些特定的SQL(存储过程)的执行过程中产生的等待信息。
举个实际例子,数据库又10个Login给10个不同的应用程序访问,其中只有1个应用程序端反馈说访问数据库慢,或者有性能问题,其他Login都反馈正常
那么很有可能是这个Login请求自己的问题,此时就需要针对这一个Login的情况进行针对性分析,而不是在实例级分析诊断。
如果能够拿到这个Login执行的Session的等待情况,或者这个Login某些特定的数据库对象的执行过程中的等待信息,对定位问题的针对性的就比较强了。

 

本文就以此为切入点,针对如何获取Session级别的等待信息展开说明和演示。

 

SQL Server 2016中获取Session级别的等待信息

在SQL Server 2016中,获取Session级别的等待信息是比较方便的,有直接的系统视图sys.dm_exec_session_wait_stats可以使用
当前情况下,想要知道某一个Session的等待信息就很简单了,
在sql语句开始的时候把当前Session的等待信息记录下来
在sql语句结束的时候把当前Session的等待信息再次记录出来
计算两次等待信息的差值,就可以知道当前Session运行的过程中有哪些等待,分别是多少。

  sqlserver开发团队可能也意识到了对于等待信息,更多的时候,需要的是较为具体的等待,而不是一个笼统的实例级的等待
  因此在SQL Server 2016中增加了sys.dm_exec_session_wait_stats这个支持统计Session级别的等待的视图
  很不幸的SQL Server2016之前的版本中是没有这个系统视图可以很方便地记录Session级别的等待。
  但是可以借助扩展事件来实现类似的功能。

使用扩展事件来捕获Session级别的等待信息

因为这里是是用扩展事件来实现的,这里要求读者要对扩展事件有一个基本的认识,扩展事件本身就不多说了。
上代码,启动一个扩展事件,来记录执行时间超过三秒的SQL语句,其执行过程中等待时间大于0的等待事件信息。
当然这个捕获的信息可以加上各种过滤条件。具体参考代码备注。

IF EXISTS(SELECT * FROM sys.server_event_sessions WHERE name='SessionWaitStats')
  DROP EVENT session SessionWaitStats ON SERVER;
GO

--  创建事件会话  
CREATE EVENT SESSION SessionWaitStats ON SERVER   
ADD EVENT sqlserver.rpc_completed
(  
    ACTION
    (
        sqlos.task_time,
        sqlserver.database_name,
        sqlserver.nt_username,
        sqlserver.username,
        sqlserver.client_hostname,
        sqlserver.client_app_name,
        sqlserver.sql_text,
        sqlserver.session_id,
        sqlserver.transaction_id
    )  WHERE session_id>50 
        and [duration]>=3000000
),
--ADD EVENT sqlserver.sql_statement_completed
--(  
--    ACTION
--    (
--        sqlos.task_time,
--        sqlserver.database_name,
--        sqlserver.nt_username,
--        sqlserver.client_hostname,
--        sqlserver.client_app_name,
--        sqlserver.username,
--        sqlserver.sql_text,
--        sqlserver.session_id,
--        sqlserver.transaction_id
--    )  WHERE session_id>50 
--        and [duration]>=3000000
--),  
ADD EVENT sqlserver.sql_batch_completed
(  
    ACTION
    (
        sqlos.task_time,
        sqlserver.database_name,
        sqlserver.nt_username,
        sqlserver.client_hostname,
        sqlserver.client_app_name,
        sqlserver.username,
        sqlserver.sql_text,
        sqlserver.session_id,
        sqlserver.transaction_id
    ) WHERE session_id>50 
        and [duration]>=3000000
),
ADD EVENT sqlos.wait_info
(
    ACTION 
    (
        sqlos.task_time,
        sqlserver.database_name,
        sqlserver.nt_username,
        sqlserver.client_hostname,
        sqlserver.client_app_name,
        sqlserver.sql_text,
        sqlserver.username,
        sqlserver.session_id,
        sqlserver.transaction_id
    ) WHERE  session_id>50 
            and opcode=1 
            and duration>1
            and sql_text not like '%sp_MScdc_capture_job%'
            --and username = ''
),
ADD EVENT sqlos.wait_info_external
(
    ACTION
    (
        sqlos.task_time,
        sqlserver.database_name,
        sqlserver.nt_username,
        sqlserver.username,
        sqlserver.client_hostname,
        sqlserver.client_app_name,
        sqlserver.sql_text,
        sqlserver.session_id,
        sqlserver.transaction_id
    ) WHERE   session_id>50 
            and opcode=1 
            and duration>1
            and sql_text not like '%sp_MScdc_capture_job%'
            --and username = ''
)
ADD TARGET package0.event_file
(  
    SET filename=N'F:\XEvent Files\CollectionSessionWaitStats',
    max_file_size=(1024),   
    max_rollover_files=(10) 
)
WITH ( 
        MAX_MEMORY=4096 KB,            
        EVENT_RETENTION_MODE=ALLOW_SINGLE_EVENT_LOSS,
        MAX_DISPATCH_LATENCY=30 SECONDS,
        MAX_EVENT_SIZE=0 KB,            
        MEMORY_PARTITION_MODE=NONE,     
        TRACK_CAUSALITY=OFF,            
        STARTUP_STATE=ON
    )
GO

--  启用(停止)事件会话(START / STOP)  
ALTER EVENT SESSION CollectionSessionWaitStats ON SERVER STATE=START  
GO

是用扩展事件收集的Session级别的等待信息有以下几个特点
1,SessionId是可以重复的
  举例说明就是:比如一个SessionId = 80的Session,可以第一次执行一个SQLA,第二次执行一个SQLB.
  同时这两个SQL的执行与其执行过程中产生的等待信息都可以被捕获出来
2,同一个时间段内,一个同一个SessionId不可能同时执行,
  比如16:46:36秒到16:46:46秒到这个时间内,SessionId = 80的Session正在执行,扩展事件捕获到了其产生的等待信息
  但是在16:46:36秒到16:46:46这个时间段内,不可能有另外一个SessionId = 80也在执行,这个逻辑不难理解
为什么要特意说明这个问题?
因为扩展事件收集到的事件信息中SQL语句完成事件(rpc_completed或者sql_batch_completed)与产生的等待之间,没有一个直接的对应关系。

怎么理解?动起手来才能发现问题,我是这个纠结了大半天,截图示例。

 

如下截图,扩展事件捕获到的两个目标事件的SessionId都是58,但是执行的SQL是不一样的,

如下截图是不区分事件类型,捕获到的所有的事件信息。

也就是上面说的,对于58号Session:
第一次运行了SELECT COUNT(1) FROM TestCollectionSessionWaitStats
第二次运行了SELECT COUNT(1) FROM TestCollectionSessionWaitStats WHERE Id>10
两次运行的SQL一致或者不一致问题不大,关键是捕获到的等待事件信心的SessionId也是58,怎么区分产生的事件是归属于哪一次的运行?
比如58号Session运行两次sql,产生了10条等待信息,怎么区分这10条等待信息哪些归属于第一次运行生成的,哪些归属于第二次运行生成的?
这个就依靠上面说的第二点“同一个时间段内,一个同一个SessionId不可能同时执行”
对于同一个SessionId,在sql_batch_completed事件中,从时间的维度来看
小于第一次sql_batch_completed事件完成时间的必然是58号Session第一次执行生成的
大于第一次sql_batch_completed事件完成事件的且小于第二次sql_batch_completed的必然是58号Session第二次执行生成的
有了这个理论基础,我们统计Session级别的等待就比较容易了,相信这个逻辑的实现并不难。

 

如下图是58号Session执行某SQL语句产生的等待详细信息,可以看到多次产生了CXPACKET和 PAGEIOLATCH_SH等待
鉴于截图问题,下面还有另外一个同样是58号Session的执行另外一个SQL捕获到的等待信息
这个统计办法就是上面提到的,在两次sql_batch_completed事件中,虽然等待事件的SessionId一样,
但是其发生的时候是处于当前事件的sql_batch_completed之前,上一次sql_batch_completed之后,
这样就可以完美地匹配到sql_batch_completed事件与其对应的wait_info事件。
在这种情况下,统计得到类似于SQL Server 2016中的sys.dm_os_wait_stats的结果也就不难了。

 

   

与sys.dm_os_wait_stats 等待信息的结果相比,上述通过扩展事件获取的等待信息,是不是更加详细和具体?
比如对于CXPACKET等待时间,
不难发现,如果计算计算其产生的次数(count),就类似于sys.dm_os_wait_stats 中的waiting_tasks_count,计算其产生的总时间(sum),就类似于wait_time_ms
但是上述时间的信息已经细化到Session级别了,比sys.dm_os_wait_stats 中的等待信息更有参考价值。
对于问题的诊断和分析,也会是更加有效。

  补一张实际测试出来的信息,分别是Session的执行信息(SessionId+登录名+SQL语句+消耗时间+完成时间)对应的等待信息(等待类型+等待次数+等待时间),
  是不是几乎完全类似于sys.dm_exec_session_wait_stats中统计出来的结果。

 

上述统计结果的SQL语句

/*

SELECT event_table.xml_event_data
FROM (
        SELECT CAST(event_data AS XML) xml_event_data 
        FROM sys.fn_xe_file_target_read_file(N'F:\XEvent Files\CollectionSessionWaitStats*', NULL, NULL, NULL)
    ) AS event_table
    CROSS APPLY xml_event_data.nodes('//event') n (event_xml)
WHERE  event_xml.value('(./@name)', 'varchar(1000)') IN ('rpc_completed','sql_batch_completed','sql_statement_completed')

*/


-- Parse the XML to show rpc_completed,sql_batch_completed details
if object_id('tempdb..#t1') is not null
    drop table #t1
SELECT
    event_xml.value('(./action[@name="session_id"]/value)[1]', 'INT') as session_id,
    event_xml.value('(./@timestamp)', 'varchar(1000)') as timestamp,
    event_xml.value('(./action[@name="sql_text"]/value)[1]', 'varchar(max)') as sql_text,
    event_xml.value('(./action[@name="client_hostname"]/value)[1]', 'varchar(max)') as client_hostname,
    event_xml.value('(./action[@name="client_app_name"]/value)[1]', 'varchar(max)') as client_app_name,
    event_xml.value('(./@name)', 'varchar(1000)') as Event_Name,
    event_xml.value('(./data[@name="duration"]/value)[1]', 'bigint') as Duration,
    event_xml.value('(./data[@name="cpu_time"]/value)[1]', 'bigint') as cpu_time,
    event_xml.value('(./data[@name="physical_reads"]/value)[1]', 'bigint') as physical_reads,
    event_xml.value('(./data[@name="logical_reads"]/value)[1]', 'bigint') as logical_reads,
    event_xml.value('(./action[@name="username"]/value)[1]', 'varchar(max)') as username
INTO #t1
FROM (
        SELECT CAST(event_data AS XML) xml_event_data 
        FROM sys.fn_xe_file_target_read_file(N'F:\XEvent Files\SessionWaitStats*', NULL, NULL, NULL)
     ) AS event_table
CROSS APPLY xml_event_data.nodes('//event') n (event_xml)
WHERE event_xml.value('(./@name)', 'varchar(1000)')  in ('rpc_completed','sql_batch_completed','sql_statement_completed')
order by Event_Name




-- Parse the XML to show wait_info,wait_info_external details
if object_id('tempdb..#t2') is not null
    drop table #t2
SELECT 
    cast(event_xml.value('(./@timestamp)', 'varchar(1000)') as DATETIME2) as timestamp,
    event_xml.value('(./data[@name="duration"]/value)[1]', 'bigint') as duration,
    event_xml.value('(./action[@name="session_id"]/value)[1]', 'INT') as session_id,
    event_xml.value('(./data[@name="wait_type"]/text)[1]', 'VARCHAR(200)') as wait_type
INTO #t2
FROM (
        SELECT CAST(event_data AS XML) xml_event_data 
        FROM sys.fn_xe_file_target_read_file(N'F:\XEvent Files\SessionWaitStats*', NULL, NULL, NULL)
     ) AS event_table
     CROSS APPLY xml_event_data.nodes('//event') n (event_xml)
WHERE event_xml.value('(./@name)', 'varchar(1000)')  in ('wait_info','wait_info_external')



if object_id('tempdb..#t3') is not null
    drop table #t3

SELECT 
    a.session_id                    AS SessionId,
    a.sql_text                        AS SqlText,
    a.username                        AS UserName,
    a.client_hostname                AS ClientHostname,
    a.client_app_name                as ClientAppName,
    a.Duration                        AS TotalExecuteTime,
    CAST(a.timestamp AS DATETIME2)    AS CompletedTime,
    CAST(b.timestamp AS DATETIME2)    AS WaitTypeStartTime,
    b.wait_type                        AS WaitType,
    b.duration                        AS WaitDuration
INTO #t3
FROM #t1 a INNER JOIN #t2 b on a.session_id = b.session_id
    and b.timestamp < a.timestamp 
    and b.timestamp > (
                         select top 1 timestamp from #t1 c 
                         where a.session_id = a.session_id and a.timestamp > b.timestamp
                         order by a.timestamp
                     )



if object_id('tempdb..#t4') is not null
    drop table #t4

SELECT    DISTINCT
        SessionId            ,
        UserName            ,
        SqlText                ,
        TotalExecuteTime    ,
        CompletedTime        ,
        WaitType            ,
        COUNT(WaitType)    over(partition by SessionId,SqlText,TotalExecuteTime,CompletedTime) WaitTypeCOUNT,
        SUM(WaitDuration)   over(partition by SessionId,SqlText,TotalExecuteTime,CompletedTime) WaitTypeTimes
INTO #t4
FROM #t3


SELECT  CASE WHEN t.Rn = 1 THEN  CAST(SessionId AS VARCHAR(20))    ELSE '' END AS SessionId,
        CASE WHEN t.Rn = 1 THEN  UserName    ELSE '' END AS UserName,
        CASE WHEN t.Rn = 1 THEN  SqlText    ELSE '' END AS SqlText,
        CASE WHEN t.Rn = 1 THEN  TotalExecuteTime ELSE '' END AS TotalExecuteTime,
        CASE WHEN t.Rn = 1 THEN  CAST(CompletedTime AS VARCHAR(20))    ELSE '' END AS CompletedTime,
        WaitType            ,
        WaitTypeCOUNT        ,
        WaitTypeTimes
FROM 
(
    SELECT 
    ROW_NUMBER()OVER(PARTITION BY SessionId,CompletedTime ORDER BY CompletedTime) AS Rn,*
    FROM #t4
)t

当然该语句仅供参考,目的是为了收集Session级的统计信息,当收集到Session级别的统计信息之后,具体的统计方式也不难。

 

总结
   等待事件可以帮助我们诊断SQL Server上的一些资源瓶颈,对于问题的处理和解决有着比较重要的参考意义,如果能够细化地收集等待事件,对于解决问题的参考意义会更大。
   本文通过一个简单的示例,使用扩展事件来收集SQL Server中一些特定场景下的等待信息,来更加有针对性地进行问题的诊断和识别,使得问题的分析更加高效和具有针对性。

  

作者:MSSQL123