一.背景
1.1 問題描述
近期發現一臺SQL Server的CPU利用率很不穩定，發現不定時的飆升到100%，更可怕的是在業務繁忙時，影響了業務呼叫，失敗率明顯增加，所以，減低CPU的利用率，是迫切需要解決的問題。
CPU升高的原因直觀上來說，就是CPU（中央處理器）的負載過高， 中央處理器忙不過來。進一步分析的話，可以從兩個角度優化，1.減少單個CPU 的處理時間；2.減少單個任務佔有的CPU核數，即一個任務不要分配太多的CPU核數。
1.2 優化的方法
1.表結構的優化，例如索引是否合理、關聯表字段的定義是否一致等；
2.SQL 語句的優化；
3.表資料量是否歸檔、縮減；
4.將資料快取到快取層（如，Reids），減少對DB的訪問；
5.DB例項配置是否需要優化；
6.升級硬體。
二. 問題處理過程
2.1 優化前
從這個監控圖可以看出，CPU最大值為100%,平均值為19%，毛刺比較明顯。
2.2 定位SQL語句
通過常用的SP，很快定位到了SQL語句，是關於一張表的查詢，語句簡單，但是表的資料量比較大（7600W），查詢出的資料有（4000W）。這張表每天的寫入量<100W。
並且和研發確認，此SQL的呼叫也是週期性的，比如5分鐘查詢一次，基本符合Zabbix週期性CPU毛刺突起。
2.3 處理步驟
Step 1 .考慮到，CPU突然飆升，毛刺陡然加劇，衝刺到100%，並且問題SQL 不是最近新上線，所以，我們的第一反映是 索引走偏，統計資訊失效了。但是 重新整理了 表統計資訊 ，情況沒有好轉。
Step 2. 考慮到是不是索引失效了，我們堅持到業務低峰期，重建了表的索引，情況 依然沒有好轉。
Step 3.考慮是不是表的資料量到了一定規模，才導致的此問題，和業務研發確認後，將歷史資料歸檔，歸檔了2800W，資料量由7600W減少到4800W。資料量減少後，情況有所好轉，SQL事務的排隊和阻塞 明顯減少。但是毛刺突起依然明顯，CPU 100% 依然存在。
..........
無語
.........
Step 4 這時想到，最大並行度 。當SQL Server 發現一條指令比較複雜（不僅僅是SQL語句複雜，查詢的資料量比較大也是複雜），會決定用多少個執行緒並行執行，從而提高整體相應時間。如果指令複雜，甚至需要所有CPU來執行這些執行緒，別的使用者發過來的指令會受到影響，甚至可能拿不到CPU執行。即需要調整max degree of parallelism的值。
檢視問題例項 發現沒有設定，即可以使用所有的CPU。修改引數，將最大並行度將至4.執行以下命令:
exec sp_configure 'max degree of parallelism',4
go
RECONFIGURE
GO
此時 毛刺消失了，問題解決了。
2.4 優化後
優化後，從監控圖中可以看出，CPU的最大值降至了25%,平局值為7%。
三.定位問題SQL常用的SP
當我們遇到DB效能問題或DBServer監控指標異常時，以下四個SP，可以幫忙我們快速定位SQL語句。
3.1 檢視當前阻塞排隊的情況
/*
---------------------------------------------------------------------------------
uspm_Block
功能：檢視阻塞和鎖,阻塞源頭
引數：無
---------------------------------------------------------------------------------
*/
create PROCEDURE [dbo].[uspm_Block]
as --查詢有關被阻塞的請求的資訊(含使用者)
SELECT s.loginame
,[Individual Query] = SUBSTRING (qr.text,qs.statement_start_offset/2,
(CASE WHEN qs.statement_end_offset = -1 THEN LEN(CONVERT(NVARCHAR(MAX), qr.text)) * 2
ELSE qs.statement_end_offset
END - qs.statement_start_offset)/2)
,qs.session_id ,s.counts AS [程序個數],qs.status ,qs.blocking_session_id
,qs.wait_type ,qs.wait_time ,qs.wait_resource
,qs.transaction_id
FROM SYS.DM_EXEC_REQUESTS qs (nolock)
LEFT JOIN (
SELECT spid,MAX(loginame)AS loginame,COUNT(0)AS counts FROM SYS.SYSPROCESSES (nolock) GROUP BY spid
) s ON qs.session_id=s.spid
OUTER APPLY SYS.DM_EXEC_SQL_TEXT(qs.sql_handle) AS qr
WHERE qs.status = N'suspended'
--and s.loginame<>''
ORDER BY qs.wait_time DESC --查詢阻塞源頭v3.0
SELECT SP.spid
,CASE WHEN ST1.text IS NULL THEN ST2.text
ELSE SUBSTRING (ST1.text,SR.statement_start_offset/2,
(
CASE WHEN SR.statement_end_offset = -1 THEN LEN(CONVERT(NVARCHAR(MAX), ST1.text)) * 2
ELSE SR.statement_end_offset
END - SR.statement_start_offset)/2
)
END AS [T-sql]
,SP.loginame
,DB_NAME(SP.dbid) AS [db_name]
,SP.open_tran,SP.hostname,SP.program_name,SP.waitresource,SP.*
FROM SYS.SYSPROCESSES SP (nolock)
LEFT JOIN SYS.DM_EXEC_REQUESTS SR (nolock) ON SP.spid=SR.session_id
LEFT JOIN SYS.DM_EXEC_CONNECTIONS SC (nolock) ON SP.spid=SC.session_id
OUTER APPLY SYS.DM_EXEC_SQL_TEXT(SC.most_recent_sql_handle) AS ST2
OUTER APPLY SYS.DM_EXEC_SQL_TEXT(SR.sql_handle) AS ST1
WHERE SP.spid IN
(
SELECT BLOCKED FROM SYS.SYSPROCESSES (nolock) WHERE BLOCKED<>0
)
AND SP.BLOCKED=0
GO
3.2 檢視 當前最消耗CPU的SQL
/*
---------------------------------------------------------------------------------
uspm_perf_topcpu
功能：取當前N個最耗CPU的SQL
引數：@topCount --N的具體數量,預設取前20條
示例：
1.取前10條
exec uspm_perf_topcpu 2.取前20條最耗CPU的SQL
exec uspm_perf_topcpu @topCount=20
---------------------------------------------------------------------------------
*/
CREATE PROCEDURE [dbo].[uspm_perf_topcpu]
(@topCount int=10)
as
set nocount on
declare @cmd varchar(1000)
select @cmd='
SELECT TOP '+ CAST(@topCount AS VARCHAR)+' SUBSTRING(text, (statement_start_offset/2) + 1,
((CASE statement_end_offset
WHEN -1 THEN DATALENGTH(text)
ELSE statement_end_offset
END - statement_start_offset)/2) + 1
) AS query_text
,b.hostname
,b.loginame
,a.*
,qr.text
,qt.query_plan
FROM sys.dm_exec_requests a (nolock)
INNER JOIN sys.sysprocesses b (nolock) on a.session_id=b.spid
CROSS APPLY sys.dm_exec_sql_text(a.sql_handle) as qr
CROSS APPLY sys.dm_exec_query_plan(a.plan_handle)as qt
ORDER BY a.total_elapsed_time DESC' exec(@cmd) GO
3.3 檢視執行時間最長的SQL
/*
---------------------------------------------------------------------------------
uspm_perf_topduration
功能：取N個執行時間最長的SQL
引數：@topCount --N的具體數量,預設取前50條
示例：
--1.取前50條
exec uspm_perf_topduration --2.取前10條執行時間最長的SQL
exec uspm_perf_topduration @topCount=10
---------------------------------------------------------------------------------
*/
CREATE PROCEDURE [dbo].[uspm_perf_topduration]
(@topCount int=50)
as
set nocount on
declare @cmd varchar(600)
select @cmd='
select
highest_cpu_queries.plan_handle,
highest_cpu_queries.total_worker_time,
q.dbid,
q.objectid,
q.number,
q.encrypted,
q.[text]
from
(select top '+ cast(@topCount as varchar)+'
qs.plan_handle,
qs.total_worker_time
from
sys.dm_exec_query_stats qs (nolock)
order by qs.total_worker_time desc) as highest_cpu_queries
cross apply sys.dm_exec_sql_text(plan_handle) as q
order by highest_cpu_queries.total_worker_time desc'
exec(@cmd)
GO
3.4 當前SQL執行概覽
/*
---------------------------------------------------------------------------------
uspm_perf_cpudetail
功能：檢視CPU的任務數量,使用率，CPU瓶頸
引數：無參
---------------------------------------------------------------------------------
*/
CREATE PROCEDURE [dbo].[uspm_perf_cpudetail]
as
set nocount on
--1.Cpu_Task
SELECT '檢視cpu任務'
SELECT scheduler_id, current_tasks_count, runnable_tasks_count
FROM sys.dm_os_schedulers (nolock)
WHERE scheduler_id < 255 ---2.CUP_USING
SELECT '檢視cpu使用情況'
declare @ts_now bigint
--select @ts_now = cpu_ticks / convert(float, cpu_ticks_in_ms) from sys.dm_os_sys_info (nolock)
select @ts_now = cpu_ticks/(cpu_ticks/ms_ticks) from sys.dm_os_sys_info (nolock) select top 50 record_id,
dateadd(ms, -1 * (@ts_now - [timestamp]), GetDate()) as EventTime,
SQLProcessUtilization as [CPU使用率,不能始終處於高位],
SystemIdle,
100 - SystemIdle - SQLProcessUtilization as OtherProcessUtilization
from (
select
record.value('(./Record/@id)[1]', 'int') as record_id,
record.value('(./Record/SchedulerMonitorEvent/SystemHealth/SystemIdle)[1]', 'int') as SystemIdle,
record.value('(./Record/SchedulerMonitorEvent/SystemHealth/ProcessUtilization)[1]', 'int') as SQLProcessUtilization,
timestamp
from (
select timestamp, convert(xml, record) as record
from sys.dm_os_ring_buffers (nolock)
where ring_buffer_type = N'RING_BUFFER_SCHEDULER_MONITOR'
and record like '%<SystemHealth>%') as x
) as y
order by record_id desc --3.CPU_NECK
SELECT '檢視CPU瓶頸'
select cast([signal_wait_time_ms] as decimal(30,2))/[wait_time_ms] as [百分比] ,*
from sys.dm_os_wait_stats (nolock)
where [wait_time_ms]<>0
and cast([signal_wait_time_ms] as decimal(30,2))>([wait_time_ms]*0.25 )
order by 1 desc SELECT '檢視百分比是否>10%,如果大於10%，考慮降低並行度'
select cast([signal_wait_time_ms] as decimal(30,2))/[wait_time_ms] as [百分比],*
from sys.dm_os_wait_stats (nolock)
where [wait_time_ms]<>0 AND wait_type='CXPACKET'
GO