一、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)的背景

　　在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表中，由于磁盤(pán)的物理結(jié)構(gòu)限制，OLTP類(lèi)操作引起的隨機(jī)查找會(huì)給IO系統(tǒng)帶來(lái)高昂的開(kāi)銷(xiāo)，因此傳統(tǒng)的表和索引的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為使用B-Tree而盡量減少隨機(jī)查找，但由于機(jī)械磁盤(pán)和數(shù)據(jù)庫(kù)鎖的存在，B-Tree結(jié)構(gòu)在處理大并發(fā)的OLTP環(huán)境時(shí)就顯得非常乏力，雖然有很多辦法來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題，比如說(shuō)樂(lè)觀并發(fā)控制、應(yīng)用程序緩存、分布式架構(gòu)等，但采用上述方案會(huì)導(dǎo)致修改引用程序，這不僅成本高且風(fēng)險(xiǎn)極大。而隨著這些年硬件的發(fā)展，現(xiàn)在服務(wù)器擁有幾百G內(nèi)存并不罕見(jiàn)，此外由于硬件NUMA架構(gòu)的成熟，也消除了多CPU訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存的瓶頸問(wèn)題，因此具備了使用新方式來(lái)處理更大并發(fā)和數(shù)據(jù)量的條件，這種新的方式就是使用內(nèi)存計(jì)算技術(shù)。

　　內(nèi)存的學(xué)名叫做Random Access Memory(RAM)，因此如其特性一樣，是隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)的，因此對(duì)于內(nèi)存，隨機(jī)查找不會(huì)引入額外開(kāi)銷(xiāo)，使用Hash-Index這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更符合內(nèi)存的特性，而對(duì)應(yīng)并發(fā)的隔離方式也對(duì)應(yīng)的變成了MVCC(多版本并發(fā)控制)，從而消除了鎖引入的性能瓶頸。因此內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)可以在同樣的硬件資源下，處理更多的并發(fā)和請(qǐng)求，并且不會(huì)被鎖阻塞，在SQL Server 2014中，集成了這個(gè)強(qiáng)大的內(nèi)存數(shù)據(jù)引擎，如果結(jié)合SSD AS Buffer Pool特性，所產(chǎn)生的效果將會(huì)非常值得期待。

　　二、SQL Server內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的組成和表現(xiàn)形式

　　在SQL Server 2014的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)引擎由兩部分組成：內(nèi)存優(yōu)化表和本地編譯存儲(chǔ)過(guò)程。雖然內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)集成進(jìn)入關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，但訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的方法對(duì)于客戶(hù)端來(lái)說(shuō)是透明的，這也意味著從客戶(hù)端應(yīng)用程序的角度來(lái)看，并不會(huì)知道內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的存在。如圖1所示。

▲圖1.客戶(hù)端APP不會(huì)感知Hekaton引擎的存在

　　首先內(nèi)存優(yōu)化表完全不會(huì)再存在鎖的概念(雖然之前的版本有快照隔離這個(gè)樂(lè)觀并發(fā)控制的概念，但快照隔離仍然需要在修改數(shù)據(jù)的時(shí)候加鎖)，此外內(nèi)存優(yōu)化表Hash-Index結(jié)構(gòu)使得隨機(jī)讀寫(xiě)的速度極大提高，內(nèi)存優(yōu)化表還可以設(shè)置為使用非持久化日志，既數(shù)據(jù)既不寫(xiě)日志，也不會(huì)CheckPoint到磁盤(pán)，從而極大的降低了IO壓力(適合于ETL中間結(jié)果操作，或者其他允許丟失數(shù)據(jù)的場(chǎng)景)，這樣一來(lái)也可以消除寫(xiě)日志引入的性能瓶頸。

　　下面來(lái)創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存優(yōu)化表：

　　首先，內(nèi)存優(yōu)化表需要數(shù)據(jù)庫(kù)中存在一個(gè)特殊的文件組，以供存儲(chǔ)內(nèi)存優(yōu)化表的CheckPoint文件，與傳統(tǒng)的mdf或ldf文件不同的是，該文件組是一個(gè)目錄而不是一個(gè)文件，因?yàn)镃heckPoint文件只會(huì)將新增的數(shù)據(jù)附加在到新的CheckPoint文件，而不會(huì)修改現(xiàn)有的CheckPoint文件，如圖2所示。

▲圖2.內(nèi)存優(yōu)化表所需的特殊文件組

　　下面再來(lái)看一下內(nèi)存優(yōu)化文件組在磁盤(pán)系統(tǒng)的存儲(chǔ)形式，如圖3所示。

▲圖3.內(nèi)存優(yōu)化文件組

　　創(chuàng)建完內(nèi)存優(yōu)化文件組之后，接下來(lái)再創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)存優(yōu)化表，如圖4所示。

▲圖4.創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表

　　目前SSMS還不支持UI界面創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表，因此只能通過(guò)T-SQL來(lái)創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表，如圖5所示。

▲圖5.使用代碼創(chuàng)建內(nèi)存優(yōu)化表

　　這里創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的內(nèi)存優(yōu)化表，這里上述設(shè)置Hash Bucket為1024，目前SQL Server 2014還不支持動(dòng)態(tài)的Hash Bucket，因此必須手動(dòng)設(shè)置該值。表中設(shè)置了Memory_Optimized為ON意味著表是內(nèi)存優(yōu)化表，而Durability設(shè)置為Schema_And_Data則意味著內(nèi)存優(yōu)化表中數(shù)據(jù)也是持久化，這意味著除非啟用了SQL Server 2014的延遲寫(xiě)特性，數(shù)據(jù)不會(huì)由于異常情況導(dǎo)致丟失。

　　當(dāng)表創(chuàng)建好之后，就可以查詢(xún)數(shù)據(jù)了，值得注意的是，查詢(xún)內(nèi)存優(yōu)化表需要snapshot隔離等級(jí)或者h(yuǎn)int，這個(gè)隔離等級(jí)與快照隔離是不同的，如圖6所示。

▲圖6.查詢(xún)內(nèi)存優(yōu)化表需要加提示