Tag: "performance analysis"
Where is that Preemptive Wait coming from? Database Ownership and Performance: a journey through SQL Server internals with XEvents, Windbg and Wireshark
Feb 3rd
(EN) |
(DE) |
Background: In SQL Server 2014, Natively Compiled Stored Procedures did not support EXECUTE AS CALLER but EXECUTE AS “SpecificUser” was required. This user could be specified with “Username”, “Self” or simply “Owner” – in which case the owner of the procedure usually reverts to the schema owner, which mostly reverts to the Database Owner altogether. |
Hintergrund: In SQL Server 2014 unterstützten Natively Compiled Stored Procedures EXECUTE AS CALLER nicht, sondern es war EXECUTE AS “SpecificUser” erforderlich. Dieser Nutzer konnte mit “Username”, “Self” oder einfach “Owner” spezifiziert werden – in dem Fall kehrt der Besitzer der Prozedurnormalerweise zum „schema owner“ zurück, was meistens ganz auf den Database Owner zurückkehrt. |
The phenomenon I encountered was that I noticed some pretty strange long execution times when running a workload consisting of a very basic stored procedure that does nothing more than insert one row of data into a small, unspectacular table. The insert itself should run in less than a second for 1000 rows, but I could see up to 5 seconds. |
Das Phänomen, dem ich begegnete, war, dass ich einige ziemlich seltsam lange Ausführungszeiten bemerkte, als ich eine Workload laufen ließ, die aus einer sehr einfachen Stored Procedure bestand, die nichts weiter tat, als eine Datenreihe in eine kleine, unspektakuläre Tabelle einzufügen. |
SET NOCOUNT ON;
SET XACT_ABORT ON;
INSERT UserSchema.TableName
(4 columns, int and char)
VALUES
(Parameters);
RETURN 0;
The analysis: Since neither the query plan nor “Show Statistics ON” showed anything unusual, I took a step back and started a top-down-analysis with the Waits and Queues Methodology (which, if you are new in this area, has been a proven methodology for performance analysis for over a decade and is explained for SQL Server probably for the first time in detail here: SQL Server 2005 Performance Tuning using the Waits and Queues) |
Die Analyse: Da weder der Abfrageplan noch “Show Statistics ON“ irgendetwas Ungewöhnliches zeigten, ging ich einen Schritt zurück und begann eine Top-Down-Analyse mit der Waits and Queues Methode (die, wenn ihr in diesem Bereich neu seid, eine seit über einem Jahrzehnt bewährte Methode zur Performance-Analyse ist und für SQL Server wahrscheinlich zum ersten Mal im Detail hier erklärt wird: SQL Server 2005 Performance Tuning using the Waits and Queues) |
SELECT dm_exec_session_wait_stats.wait_type
, SUM(dm_exec_session_wait_stats.wait_time_ms) - SUM(dm_exec_session_wait_stats.signal_wait_time_ms) AS resource_wait_time_ms
, SUM(dm_exec_session_wait_stats.signal_wait_time_ms) AS signal_wait_time_ms
, SUM(dm_exec_session_wait_stats.wait_time_ms) AS wait_time_ms
, MAX(dm_exec_session_wait_stats.max_wait_time_ms) AS max_wait_time_ms
, SUM(dm_exec_session_wait_stats.waiting_tasks_count) AS waiting_tasks_count
FROM sys.dm_exec_session_wait_stats AS dm_exec_session_wait_stats
INNER JOIN sys.dm_exec_sessions AS dm_exec_sessions
ON dm_exec_session_wait_stats.session_id = dm_exec_sessions.session_id
WHERE dm_exec_sessions.program_name ='Sarpedon-WorkoadSimulation-InsertProcs'
GROUP BY dm_exec_session_wait_stats.wait_type
ORDER BY max_wait_time_ms DESC;
From this list, Latch-contention, blocking and some waiting for IO is to be expected with a very concurrent workload (50 threads trying to insert on the last page). |
Von dieser Liste sind Latch-contention, Blocking und einiges Warten auf IO bei einer sehr simultanen Workload zu erwarten (50 Threads, die versuchen, sich auf der letzten Page einzufügen). |
The CMEMTHREAD is an indicator that many threads are contending simultaneously for a thread-safe memory object. So, the question is, which memory object is so special here. |
Der CMEMTHREAD ist ein Indikator dafür, dass viele Threads gleichzeitig um ein thread-safe Memory-Object konkurrieren. Also ist die Frage, welches Memory-Object hier so besonders ist. |
Time for Extended Events One of the niftiest features of extended events is, that you can get a full stack dump of just a single thread, using the Action “sqlserver.create_dump_single_thread”. ”. Similarly, using “package0.callstack” you can get a callstack of the last 16 frames. With the dump opened in Windbg the following function calls inside the SQL Server engine can be seen: |
Zeit für Extended Events Eine der raffiniertesten Features von Extended Events ist, dass man einen vollständigen Stack Dump von einem einzelnen Pfad erhalten kann, wenn man die Action “sqlserver.create_dump_single_thread” verwendet. (Ein Beispiel dafür, wie das gemacht werden kann, ist hier: Resolving DTC Related Waits and Tuning Scalability of DTC) Mit dem in Windbg geöffneten Dump können die folgenden Funktions-Calls in der SQL Server Engine gesehen werden: |
The Stack dump rings a bell. Right before allocating the memory (CMemThread<CMemObj>::Alloc (red), several functions with very familiar names were called (orange): |
Bei dem Stack Dump läuten doch einige Glocken. Kurz vor dem Zuteilen des Memory (CMemThread<CMemObj>::Alloc (rot) wurden mehrere Funktionen mit sehr bekannt klingenden Namen abgerufen (orange): |
sqllang!CWindowsSecurityPrimaryInfo::GetNtGroupsViaAuthZ
sqllang!CreateLoginToken
sqllang!CreateLoginTokenForImpersonation
And those in turn must have been caused by the sqllang!CAutoExecuteAsContext::Set, sqllang!CMsqlExecContext::FExecute and so on (green). |
Und diese wiederum müssen von sqllang!CAutoExecuteAsContext::Set, sqllang!CMsqlExecContext::FExecute verursacht worden sein, und so weiter (grün). |
This callstack results from the PREEMPTIVE_OS_LOOKUPACCOUNTSID Wait-Type, which I noticed would happen exactly once per procedure call. When analyzing different callstacks together I could draw the conclusion that the following function calls lead to the respective Wait-Types: |
Dieser Callstack resultiert vom PREEMPTIVE_OS_LOOKUPACCOUNTSID Wait-Type, was, wie ich bemerkte, genau einmal pro Procedure Call geschehen würde. Beim Analysieren verschiedener Callstacks zusammen konnte ich die Schlussfolgerung ziehen, dass die folgenden Funktions-Calls zu den jeweiligen Wait-Types führen: |
sqllang.dll!LookupAccountNameInternal -> PREEMPTIVE_OS_LOOKUPACCOUNTSID
sqllang.dll!CWindowsSecurityPrimaryInfo::GetNtGroupsViaAuthZ -> PREEMPTIVE_OS_AUTHZINITIALIZERESOURCEMANAGER
sqllang.dll!CWindowsSecurityPrimaryInfo::Init -> PREEMPTIVE_OS_AUTHORIZATIONOPS
The Preemptive Waits read from the Extended Events file-target can be ordered in their occurrence (from top to bottom), leading to the following picture: |
Die Preemptive Waits, aus dem Extended Events Datei-Ziel gelesen, können nach ihrem Auftreten sortiert werden (von oben nach unten), was folgendes Bild ergibt: |
The here unreadable callstack for the call to AUTHORIZATIONOPS (undocumented) on the bottom. |
Der hier unlesbare Callstack für den Call AUTHORIZATIONOPS (undokumentiert) unten. |
First outcome: From those calls one can deduct that not the client is authenticating at SQL Server, but actually the procedure call itself causes Windows API calls (LOOKUPACCOUNTSID, AUTHZINITIALIZERESOURCEMANAGER) for authentication purposes. |
Erstes Ergebnis: Aus diesen Call lässt sich ableiten, dass es nicht der Client ist, der sich bei SQL Server authentifiziert, sondern dass es tatsächlich der Procedure Call selbst ist, der Windows API Calls (LOOKUPACCOUNTSID, AUTHZINITIALIZERESOURCEMANAGER) für Authentifizierungszwecke verursacht. |
Testing the improvement options: Now, obviously, I did not stop here but rather made some more tests. Based on the fact that there are 3 possible types of owner for objects within SQL Server, I compared the execution times (and waits) between those 3 possible 1. SQL Account 2. Windows DomainAccount 3. Local Windows Account - I did also test with Admin vs. non-Admin and NTLM vs. Kerberos but saw no difference. |
Testen der Verbesserungsmöglichkeiten: Natürlich hörte ich nicht hier auf, sondern machte noch weitere Tests. Ausgehend von der Tatsache, dass es mögliche Typen von Owner für Objekte innerhalb SQL Server gibt, verglich ich die Ausführungszeiten (und Wartezeiten) zwischen diesen 3 möglichen Datenbank-Owner-Types:
- Ich testete auch mit Admin vs. non-Admin und NTLM vs. Kerberos, stellte jedoch keinen Unterschied fest. |
So here is the result of the Performance-Comparison with different Database-/Procedure-Owners: |
Hier ist also das Ergebnis des Performance-Vergleichs mit unterschiedlichen Datenbank-/Procedure-Owners: |
Interpretation: 1) The obvious: Using a local Windows Account results in a huge performance-penalty for such a simple INSERT-statement 2) Using a Domain Account I could notice that every 10 minutes the next execution would be a bit slower. |
Interpretation:
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Further analysis When checking the Wait-stats again, I could see that usually the Windows-Domain-Account had the following simple waits: |
Weitere Analyse Beim erneuten Überprüfen der Warte-Statistiken konnte ich feststellen, dass der Windows-Domain-Account meistens die folgenden einfachen Waits hatte: |
Pretty ok and nothing to worry about. But the first call after 10 minutes would always result in the same wait-types as I observed for the local Windows Account, except that the wait-times are much much lower. (You can compare the below picture with the one from the beginning of the article.) |
Ziemlich in Ordnung und nichts, worüber man sich Sorgen machen müsste. Doch der erste Call nach 10 Minuten ergab immer dieselben Wait-Typen, die ich für das lokale Windows-Konto beobachtete, außer dass die Wartezeiten um Vieles geringer sind. (Ihr könnt das Bild unten mit dem am Anfang des Artikels vergleichen.) |
Behind the Scenes: Network Tracing To explain the difference, I ran a Network Trace using Wireshark |
Hinter den Kulissen: Network Tracing Um den Unterschied zu erklären, führte ich ein Network Trace mit Wireshark aus. |
Background infos: As the User, on whose behalf the service requests the service ticket, is identified using the user name and user realm/domain (SQL\SQLDBOwner in my case), the padata type PA-FOR-USER is used, as you can see in the screenshot. You can even see the Checksum added for protection. The S4U2self extension of the PA-DATA structure allows a service to obtain a service ticket to itself on behalf of a user. The user is identified to the KDC using the user's name and realm. |
Hintergrundinformationen: Wenn der Nutzer, für den der Service das Service-Ticket anfordert, unter Verwendung des Nutzernamens und user realm/Domäne (SQL\SQLDBOwner in meinem Fall) identifiziert wird, wird der Padata Type PA-FOR-USER verwendet, wie im Screenshot zu sehen. Man kann sogar die Checksum sehen, die zum Schutz hinzugefügt wurde. Die S4U2self Extension der PA-DATA-Struktur erlaubt einem Service, ein Service-Ticket im Auftrag eines Nutzers für sich selbst zu beziehen. Der Nutzer wird gegenüber dem KCD identifiziert, unter Verwendung des Nutzernamen und Realm. |
Luckily the DC answers right away with a TGS-REP, containing the PA-DATA-structure with ticket for the service that was named in the TGS-REQ from above: |
Zum Glück antwortet der DC sofort mit einem TGS-REP, der die PA-DATA-Struktur mit einem Ticket für den oben im TGS-REQ genannten Service enthält: |
There is plenty literature available if you want to learn more about the Kerberos Protocol-Elements. Here is a documentation from Microsoft: |
Es gibt eine Menge an Literatur, falls ihr mehr über die Kerberos-Protokollelemente erfahren wollt. Hier ist eine Dokumentation von Microsoft: |
The 10-minutes puzzle: 1) After doing some extensive testing, I conclude that the 10-minute interval after which a new Ticket Granting Service Ticket-Request is initiated must be a SQL Server specific enhancement for Domain Accounts to avoid making this round trip for every SID-validation. The 10 minutes are consistent and independent from other workload influencers. The cause behind is not documented. 2) The much faster validation for the AD-Account is very fast thanks to some caching in Windows. (Thank you, Jack Richins from formerly SQL Security Team, for reminding me of this) 3) For the local Windows Account, there is no such performance improvement via caching which results in much slower response times. |
Das 10-Minuten-Puzzle:
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Final results and learnings: 1) Using local users for SQL Server can create noticeable impact for short transactions. Yet another reason to stay away from local accounts. 2) For the SQL Account, naturally no Windows calls are necessary at all, but the performance-advantage compared to the AD-Account is marginal, even for high-speed scenarios. 3) Network latency matters even between SQL Server and DC. Not just for the initial Login-phase but even for ongoing validations from within SQL-statements. 4) I can stick to my recommendation for Database Ownerships (SQL Server Database Ownership: survey results & recommendations) :-) |
Endergebnis und Gelerntes:
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I hope you found this an interesting read. |
Ich hoffe, dies war eine interessante Lektüre für euch. |
Andreas
PS: for the geeks among you: The Stack Dump in Text format together with some comments: |
P.S. Für die Geeks unter euch: Der Stack Dump im Textformat mitsamt einigen Kommentaren: |
Child-SP RetAddr Call Site
000000e9`2f0b79d8 00007ffe`f9e51118 ntdll!NtWaitForSingleObject+0xa
-> this function is actually deprecated (Hello, Microsoft?)
000000e9`2f0b79e0 00007ff7`04999fef KERNELBASE!WaitForSingleObjectEx+0x94
000000e9`2f0b7a80 00007ff7`04999d7d sqlservr!CDmpDump::DumpInternal+0x22f
000000e9`2f0b7b20 00007ff7`049a15b8 sqlservr!CDmpDump::DumpFilter+0xcd
000000e9`2f0b7c10 00007ffe`ef0ef2cb sqlservr!memset+0x1819
000000e9`2f0b7c40 00007ffe`fc98398d msvcr120!__C_specific_handler+0x93 [f:\dd\vctools\crt\crtw32\misc\amd64\chandler.c @ 162]
000000e9`2f0b7cb0 00007ffe`fc9493a7 ntdll!RtlpExecuteHandlerForException+0xd
000000e9`2f0b7ce0 00007ffe`fc948fbd ntdll!RtlDispatchException+0x197
000000e9`2f0b83b0 00007ffe`f9e58b9c ntdll!RtlRaiseException+0x18d
000000e9`2f0b8b70 00007ff7`04999c9c KERNELBASE!RaiseException+0x68
000000e9`2f0b8c50 00007ffe`f05602c6 sqlservr!CDmpDump::Dump+0x4c
000000e9`2f0b8c90 00007ffe`f105c411 sqllang!SQLDumperLibraryInvoke+0x1f6
000000e9`2f0b8cd0 00007ffe`f105ce94 sqllang!SQLLangDumperLibraryInvoke+0x161
000000e9`2f0b8d80 00007ffe`f102cd0b sqllang!CImageHelper::DoMiniDump+0x475
000000e9`2f0b8f90 00007ffe`f072e9c4 sqllang!stackTrace+0x9db
000000e9`2f0ba9b0 00007ffe`f072f6ae sqllang!XeSqlPkg::IsSystem+0x174
000000e9`2f0bab90 00007ffe`ef2e779a sqllang!XeSqlPkg::CreateDumpSingleThreadActionInvoke+0x1e
-> you can clearly see how this stack dump was created: XEvents
000000e9`2f0babc0 00007ffe`ef2a1b8e sqldk!XeSosPkg::wait_info_external::Publish+0x1a9
-> Now we will see our wait-type when we ask the DMVs or XEvents
000000e9`2f0bac20 00007ffe`ef2a63a4 sqldk!SOS_Scheduler::UpdateWaitTimeStats+0x596
000000e9`2f0bb530 00007ffe`f0d94fac sqldk!SOS_Task::PopWait+0xba
000000e9`2f0bb590 00007ffe`f0d9481e sqllang!CWindowsSecurityPrimaryInfo::GetNtGroupsViaAuthZ+0x75c
-> this will lead to the Preemptive Wait: PREEMPTIVE_OS_AUTHZINITIALIZERESOURCEMANAGER
000000e9`2f0bb890 00007ffe`f0d956ed sqllang!CWindowsSecurityPrimaryInfo::Init+0x2ce
000000e9`2f0bba00 00007ffe`f041a88b sqllang!GetWindowsSecurityPrimaryInfo+0xbe
000000e9`2f0bba60 00007ffe`f041cadb sqllang!CreateLoginToken+0x2d7
000000e9`2f0bbc50 00007ffe`f041dca8 sqllang!CreateLoginTokenForImpersonation+0xcb2
-> an Impersonation is happening (EXECUTE AS)
000000e9`2f0bc400 00007ffe`f0358342 sqllang!CAutoExecuteAsContext::Set+0xe2d
000000e9`2f0bc680 00007ffe`f001245e sqllang!CSECExecAsRuntimeServices::_Set+0x424
000000e9`2f0bc900 00007ffe`f0012041 sqllang!CMsqlExecContext::FExecute+0x336
000000e9`2f0bcc30 00007ffe`f0d1d83d sqllang!CSQLSource::Execute+0x983
000000e9`2f0bcdd0 00007ffe`f0d1d241 sqllang!CStmtExecProc::XretLocalExec+0x26e
000000e9`2f0bce50 00007ffe`f0d19f98 sqllang!CStmtExecProc::XretExecExecute+0x481
000000e9`2f0bd600 00007ffe`f00119ca sqllang!CXStmtExecProc::XretExecute+0x38
000000e9`2f0bd640 00007ffe`f0012933 sqllang!CMsqlExecContext::ExecuteStmts<1,1>+0x40d
000000e9`2f0bd780 00007ffe`f0012041 sqllang!CMsqlExecContext::FExecute+0xa9e
000000e9`2f0bdab0 00007ffe`f0cd3f6d sqllang!CSQLSource::Execute+0x983
000000e9`2f0bdc50 00007ffe`f0ce0e6c sqllang!ExecuteSql+0x93d
000000e9`2f0be7d0 00007ffe`f0ce1549 sqllang!CSpecProc::ExecuteSpecial+0x15c
000000e9`2f0be8d0 00007ffe`f001a82b sqllang!CSpecProc::Execute+0x299
000000e9`2f0bea00 00007ffe`f0021542 sqllang!process_request+0xe61
000000e9`2f0befd0 00007ffe`f00210a3 sqllang!process_commands_internal+0x2df
000000e9`2f0bf050 00007ffe`ef2a5bfd sqllang!process_messages+0x253
000000e9`2f0bf260 00007ffe`ef2a58f5 sqldk!SOS_Task::Param::Execute+0x231
000000e9`2f0bf860 00007ffe`ef2a554d sqldk!SOS_Scheduler::RunTask+0xaa
000000e9`2f0bf8d0 00007ffe`ef2cd7c8 sqldk!SOS_Scheduler::ProcessTasks+0x3cd
000000e9`2f0bf9b0 00007ffe`ef2cdb10 sqldk!SchedulerManager::WorkerEntryPoint+0x2a1
000000e9`2f0bfa80 00007ffe`ef2cdcd7 sqldk!SystemThread::RunWorker+0x8f
000000e9`2f0bfab0 00007ffe`ef2cd9f8 sqldk!SystemThreadDispatcher::ProcessWorker+0x2de
000000e9`2f0bfb60 00007ffe`fc6e13d2 sqldk!SchedulerManager::ThreadEntryPoint+0x1d8
000000e9`2f0bfc10 00007ffe`fc9603c4 kernel32!BaseThreadInitThunk+0x22
000000e9`2f0bfc40 00000000`00000000 ntdll!RtlUserThreadStart+0x34
EOF
Performance overhead of tracing with Extended Event targets vs SQL Trace under CPU Load
Aug 14th
Leistungseinbußen beim Tracing, Extended Event Ziele gegen SQL Trace unter CPU Last
(DE) Inspiriert durch den Blog Post Post “Measuring Observer Overhead of SQL Trace vs. Extended Events” von Jonathan Kehayias, war ich neugierig, ein paar weitere Benchmarks durchzuführen. Die Resultate habe ich bereits in meinen SQL Server Master-Class Workshops zu XEvents und auf der PreCon des SQLSaturday #230 präsentiert. Nun teile ich sie endlich hier. Vor allem folgende Aspekte interessierten mich:
Da ich einmal das Setup bereit hatte, habe ich mich entschieden, alle anderen Ziele ebenfalls aufzunehmen, sowie einige grundlegende Options-Variationen, um einen kompletten Überblick zu erhalten, der in sich vergleichbar ist. |
(EN) Inspired by the Blog Post “Measuring Observer Overhead of SQL Trace vs. Extended Events” by Jonathan Kehayias, I was curious to do some more benchmarking. I was interested in the following aspects, in particular:
Besides that, once I had the setup ready, I decided to include all the other targets and some basic option-variations, to have a complete overview that is comparable in itself. |
Ich entschied mich für ein System, das bereits unter CPU Druck steht – die CPU Verwendung liegt fast vollständig bei 100%. |
I also decided for a test of a system that’s already under CPU pressure - so the Processor Usage is almost constantly hitting 100%. |
Test Umgebung “Einfach aber physikalisch” 1 Windows 2008 R2 Server mit SQL Server 2012 SP1. Keine laufenden Dienste abseits des minimal Notwendigem, um Seiten-Effekte zu verhindern. Die Arbeitslast war ein Mix von meist kurzen (Sub-Sekunden) aber auch einigen Abfragen mit mehreren Sekunden Laufzeit, (Ad Hoc und gespeicherte Prozeduren), um eine einigermaßen realistische Decision-Support-System Last zu simulieren – jedoch ohne Datenänderungen. |
Test Environment “Simple but physical” 1 Windows 2008 R2 Server with SQL Server 2012 SP1. No running services above the minimum required, to avoid side-effects. The workload was a mixture of mostly short (sub-second) but also several queries of several second runtime, (Ad Hoc and stored procedures) to simulate a somehow realistic decision-support-systems’ load – no data changes though. |
Trace-Konfigurationen Ich habe mich für eine einfache, aber nicht unübliche Trace entschieden, die typischerweise viele Daten sammelt. |
Trace-Configurations I decided for a simple but not uncommon trace that typically collects a lot of data. The trace collects only 2 events: |
- Lock acquired
- Lock released
Ausgefiltert: System-Sitzungen und andere Datenbanken als die, die hier unter Last steht. Gesammelte Daten: |
Filtered out: System-sessions and other databases than the one under load here. CollectedData: |
- Lock:Released BinaryData
- Lock:Released DatabaseID
- Lock:Released TransactionID
- Lock:Released SPID
- Lock:Released ObjectID
- Lock:Released Mode
- Lock:Released BigintData1
- Lock:Released IntegerData2
- Lock:Released ObjectID2
- Lock:Released Type
- Lock:Released OwnerID
- Lock:Released IsSystem
- Lock:Acquired BinaryData
- Lock:Acquired DatabaseID
- Lock:Acquired TransactionID
- Lock:Acquired SPID
- Lock:Acquired Duration
- Lock:Acquired ObjectID
- Lock:Acquired IsSystem
- Lock:Acquired Mode
- Lock:Acquired BigintData1
- Lock:Acquired IntegerData2
- Lock:Acquired ObjectID2
- Lock:Acquired Type
- Lock:Acquired OwnerID
Das gab mir den Vorteil, einen validen Test für alle Extended Event Targets, die bereitgestellt werden, zu haben (lediglich ETW-Tracing wurde ausgelassen) - speziell das Histogramm und die „Ereignispaarbildung“ (Pair-Matching)(Die wenigen Ereignisse von Lock-Escalation störten mich bewusst nicht). Die folgenden Trace Technologien und -Ziele wurden verwendet: |
This gave me the advantage to have a valid test for all Extended Event Targets that are provided (only ETW-Tracing was left out) - specifically histogram and Pair Matching (I did not care about the few occasions of lock escalation on purpose). The following Trace technologies and -Targets were used: |
- XEvent Trace, Target: None
- XEvent Trace, Target: Ring Buffer
- XEvent Trace, Target: File
- XEvent Trace, Target: Counter
- XEvent Trace, Target: Histogram
- Here I chose to filter on lock acquired and to bucketize on the lock mode
- XEvent Trace, Target: Pair Matching
- Guess, what I matched here ;-)
- SQL Trace, Target: None (I had to trick a little bit to get this to work, but I made sure, the behavior of this unsupported configuration did not distort the results: It’s just a SQL Trace with no Provider processing, so all events are lost by nature.)
- SQL Trace, Target: File
- SQL Profiler, remotely
Für jedes Ziel der Extended Events habe ich 4 Varianten getestet, basierend auf den Sitzungsoptionen: |
For each Extended Event Target I tested 4 variations, based on the session options: |
- Single event loss
- No event loss
- Multiple event loss
- Single event loss with causality tracking on
Alle anderen Optionen verwendeten die Standardwerte für diese Tests. |
All other options were using the defaults for these tests. |
Picture: the 24 prepared traces
Die Ergebnisse Ich habe die Gesamtlaufzeit für die Workload sowie Batches pro Sekunde und CPU Zeit % gemessen. Und hier ist die vollständige Tabelle mit den Ergebnissen: |
The Results I measured the total time for the workload to take as well as batches per second and CPU time %. And here is the complete Table of Results: |
EL = Ereignisverlust. S = Verlust einzelner Ereignisse, N = Kein Ereignisverlust, M = Verlust mehrerer Ereignisse CT = Kausalitätsverfolgung (Causality Tracking) Ein |
EL = Event Loss. S = Single event loss, N = No event loss, M = Multiple event loss CT = Causality Tracking On |
Um Zeit und Platz zu sparen, konzentriere ich mich auf die Benchmarks mit den Optionen single event loss und no event loss ohne Causality Tracking. Tatsächlich waren die Kosten von Causality Tracking weniger als 1% für alle Ziele. Hier ist daher das komprimierte Ergebnis: |
For the sake of saving space and time, I will focus on the benchmarks with the options single event loss and no event loss without causality tracking. In fact, the cost of causality tracking was less than 1% for all targets. So this is the more condensed result: |
Was wir demnach sagen können, ist: |
What we can tell from that, is: |
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Ein schönes Bild der SQL Trace Architektur findet sich in den BOL: msdn.microsoft.com/en-us/library/hh245121.aspx |
You have a nice picture of the SQL Trace Architecture in BOL: msdn.microsoft.com/en-us/library/hh245121.aspx |
Hinzufügen von Filtern Wie ändert das Hinzufügen von Filtern den Beobachter-Overhead? Es ist wichtig, zu wissen, was ich als Filter verwendet habe: Die database_id / source_database_id. |
Adding Filters How does adding filters change the observer overhead? Now it is important to note what I actually used as a filter: The database_id / source_database_id. |
Dieses Mal konzentriere ich mich nur auf „single“ und „no event loss“. Die Resultate des gefilterten Tracing, ohne tatsächlich irgendwelche Events zu speichern/protokollieren, ist wie folgt: |
This time I only focused on “single” and “no event loss”. The results of Filtered Tracing, without actually storing/logging any events is as follows: |
Für diesen Test habe ich SQL Profiler nicht ausgeführt, Pardon. Sie wissen bis hierhin wahrscheinlich schon, warum. ;-) |
I did not run SQL Profiler for this Test, forgive me. You probably know why by now. ;-) |
Wait-Types für Extended Events Ein weiterer Aspekt, der mich interessierte, waren die XEvent Wait-Typen, die auftreten würden, wenn man Extended Event Sessions ausführt. (Die Warte-Statistiken sind oft die Basis für Performance-Analysen) Allgemein sieht man folgende: |
Wait-Types for Extended Events Another aspect I was interested in were the specific XEvent wait-types which would occur when running Extended Event sessions. In general, you will see the following: |
Beim Starten einer Sitzung: |
When starting a session: |
PREEMPTIVE_XE_TARGETINIT
PREEMPTIVE_XE_CALLBACKEXECUTE
PREEMPTIVE_XE_SESSIONCOMMIT
Beim Beenden einer Sitzung: |
When stopping a session: |
PREEMPTIVE_XE_SESSIONCOMMIT
XE_BUFFERMGR_ALLPROCESSED_EVENT
PREEMPTIVE_XE_CALLBACKEXECUTE
Während Sessions aktiv sind, sieht man: |
While running sessions you will see: |
XE_DISPATCHER_WAIT - From BOL: Occurs when a background thread that is used for Extended Events sessions is waiting for event buffers to process. - You should be able to safely ignore this unless you believe a problem is occurring with processing of events for async targets. Since this works on a queue you can have bursts of high wait times especially when no XEvent sessions are active.
XE_TIMER_EVENT – From BOL: Used to indicate a background task is waiting for "expired" timers for internal Xevent engine work. - You should be able to safely ignore this one. Just used by the Xevent engine for internal processing of its work. If something was possibly wrong with Xevent processing you might see if this thread ever "wakes up"
Beim Starten eines File-Targets sieht man außerdem: |
When starting the File target you will also see: |
PREEMPTIVE_XE_TARGETINIT
Wenn man eine Sitzung mit der No Event Loss Option ausführt, sieht man gegebenenfalls: |
If you run a session with the no event loss option you might see |
XE_BUFFERMGR_FREEBUF_EVENT - which by BOL means: An Extended Events session is configured for no event loss, and all buffers in the session are currently full. This can indicate that the buffers for an Extended Events session are too small, or should be partitioned.
So. Ich hoffe das war interessant. Man kann noch weitere und andere Schlüsse aus den Ergebnissen ziehen. Immer im Hinterkopf zu behalten, ist, dass das ein sehr spezielles Szenario ist, wo keine CPU Reserven zur Verfügung stehen, so das der Trace/Beobachter-Overhead sich manifestieren muss – keine Chance, als eben (CPU) Ressourcen wegzunehmen. |
So, I hope this was interesting for you. You may draw more and other conclusions out of these results. Remember though: this is a very specific scenario with no CPU reserves, so the Tracing/observer overhead has to show up – no choice but to take away (CPU) resources. |
Happy Tracing
Andreas
PS: I just discovered that my MCM and SQLSkills-class buddy Steven Ormrod also has recently blogged about the performance overhead from a SQL Trace to remote file share on production here: stevenormrod.com/2013/06/remote-trace-slowing-down-server/
Survey: Which Tracing and Analysis-Tools do you use for SQL Server?
Jun 21st
Umfrage: Welche Tracing und Analyse-Tools verwendet ihr für SQL Server?
(DE) Ich möchte diese Stelle einmal nutzen, um einmal breit zu erheben, welche Werkzeuge von SQL Server Professionals zur Protokollierung und Analyse von Performance-Problemen verwendet werden. Um ein differenzierteres Bild zu erhalten, ist auch eine Einordnung in „Administrator“, und „Entwickler“ sicherlich interessant. Die Ergebnisse werde ich auf dem kommenden SQLSaturday #230 am 12. Juli in St. Augustin auf der PreCon, „From SQL Traces to Extended Events. The next big switch.“, die ich zusammen mit Mladen Prajdic gebe, präsentieren, und später mit Sicherheit noch auf dem PASS Camp sowie bei weiteren Gelegenheiten der deutschen und auch internationalen PASS - und natürlich hier in meinem Blog selber. Die Antworten können natürlich auch anonym abgegeben werden. Im Folgenden liste ich eine Reihe von geläufigen Tools auf. Bitte gebt Eure Stimme einfach als Kommentar wie im folgenden Beispiel ab - ich gebe ALLE Antworten (außer reinem Spam und Werbung) frei, auch Oracle-Tools ;-) |
(EN-US) I would like to use this platform to survey on a broader range, which tools are being used by SQL Server professionals for logging and analyzing performance-problems. In order to get a differentiated result, a classification in “Administrator” and “Developer” is certainly also interesting. The results will be presented first at the upcoming SQLSaturday #230 on the 12th of Juli in St. Augustin/Germany at the PreCon, From SQL Traces to Extended Events. The next big switch.“, which I will be giving together with Mladen Prajdic gebe, and later on certainly also at the PASS Camp and other occasions of the German and international PASS - and of course also here in my blog itself. You can of course also keep your comments anonymously. In the following I am listing a series of common tools. Please simply provide your vote as a comment like in the following example – I will publish ALL answers (except plain spam/ads), even Oracle-Tools ;-) |
„Administrator and/or Developer“
A 3
B 1
D 2
L 0
Dabei stehen die Zahlen für // The numbers stand for:
3: fast immer // almost all the time
2: manchmal // sometimes
1: selten // rarely
-1: das Tool ist mir unbekannt // I haven't hear of this tool
- Die Auswahl “unbekannt” auf Anregung eines Lesers (Danke!). Werkzeuge, die nie verwendet werden gerne einfach weglassen. Und das ist die Auswahl an Tools: |
The choice “unknown” at a reader’s suggestion (Thank you!). Tools that are not used can be simply left out. And these are the choices of tools: |
A) ClearTrace
B) Datenbankoptimierungsratgeber // Database Engine Tuning Advisor
C) Dynamic Management Views (DMV's)
D) Event Notifications
E) Extended Events unter 2008/R2
F) Extended Events unter 2012
G) Management Datawarehouse (MDW) / Data Collection Reports
H) PAL
I) PerfMon
J) RML Utilities / ReadTrace
K) SQL Diag
L) SQL Profiler
M) SQL Trace
N) Software von Drittherstellern – siehe auch O) // Third-Party Tools - also see O)
O) Andere // Other: …
- Die Reihenfolge ist alphabetisch und soll nichts implizieren :-) Meine Liste enthält ausschließlich mit SQL Server gelieferte, sowie codeplex-Tools, es können aber auch andere angegeben werden. (Punkt „O“) Mir ist natürlich völlig bewusst, das auch die SQL Server Version und ggf. Edition Einfluss auf die zur Verfügung stehende Auswahl hat, aber ich möchte die Umfrage auch nicht zu komplex gestalten. Das Ziel, einen Eindruck über die Verbreitung der Tracing-Gewohnheiten zu erreichen, wird so sicherlich erreicht werden können :-) Vielen Dank an dieser Stelle schon einmal für die Beteiligung - ich bin sicher, dass es auch viele andere Community-Mitglieder gern sehen, was andere so für ihre Arbeit einsetzen. |
- The order is alphabetical and not supposed to imply anything :-) My list contains solely tools shipped with SQL Server and from codeplex, but feel free to add others (point “O”) I am totally aware that also the SQL Server version and possibly edition have an influence on the choices available, but I also do not want to make the survey all too complex. The aim, to gain an impression on the prevalence and practices of tracing-habits will certainly be reached like that, too :-) Thank you very much for participating – I am sure that many members of the SQL Server Community are also interested to see, what others use for their work. |
Andreas
Extended Event File Target size vs SQL Server Trace trace file - a comparison
Jun 9th
No big science, more out of curiosity this time..
The Extended Events File Target for SQL Server saves data using xml, which as is well known, is a bit “chatty”. A student in my recent SQL Server Master-Class workshop on extended events came up with the question for how much (more) space he would have to account for using Extended Events with a file target. Although this depends greatly on the specific events and possibly actions, selected, I was a bit curious myself and decided for a small test.
Both, the old and deprecated SQL Server Trace and Extended Events can save the data in a file, so it’s easy to compare what difference in size the new format will make.
I set up a SQL Server Trace that is almost identical to an Extended Events Trace. (You will see why “almost”.)
I had to choose a very simple Trace, so the customizable columns of extended events would not make the comparison unequal and ended up with a trace that captures SP:Starting/SP:Completed with the following columns:
You will see why I collect Source/DatabaseID twice later on.
Of course I used a lightweight Server-Trace, although for the purpose of this comparison it would not have mattered.
The SQL Trace definition:
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 3, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 5, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 12, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 13, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 22, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 28, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 34, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 48, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 43, 62, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 42, 3, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 42, 5, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 42, 12, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 42, 22, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 42, 28, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 42, 34, @on
exec sp_trace_setevent@TraceID, 42, 62, @on
declare @intfilter int
declare @bigintfilter bigint
set @intfilter = 7
exec sp_trace_setfilter@TraceID, 62, 0, 0, @intfilter
As you might see the trace includes a filter, which is for a specific database ID.
The Extended Event Trace session looks like that:
CREATE EVENT SESSION [ModulesStartEnd_ToFile]
ON SERVER
ADD EVENT sqlserver.module_start(
WHERE ([source_database_id]=(7))),
ADD EVENT sqlserver.module_end(
WHERE ([source_database_id]=(7)))
ADD TARGET package0.event_file
(SET filename=N'R:\Tracing\XE\ModulesStartEnd.xel', max_file_size=(10240))
WITH (MAX_MEMORY=4096 KB, EVENT_RETENTION_MODE=NO_EVENT_LOSS, MAX_DISPATCH_LATENCY=30 SECONDS,MAX_EVENT_SIZE=0 KB, MEMORY_PARTITION_MODE=NONE, TRACK_CAUSALITY=OFF, STARTUP_STATE=OFF)
You may know, that Extended Events include certain columns by default, and for module_start/end, this includes offset and offset_end.
Those two columns are not available for SP_Staring/SP:Completed in SQL Trace. Since they are both integers, I decided to include another column, DatabaseID, into the SQLTrace. SQL Trace also includes the SPID by default, which cannot be deselected, therefore those two columns should equalize it.
Both traces were started before the workload which ran for a while. At the end, the same number of events have been logged by both technologies in parallel.
SQL Trace event count:
XEvent Trace event count:
100644 + 100644 = 201288, so both captured the exact same events. :-)
So, and now to the final question: what size are the files?
See yourself:
Size in Megabytes:
(The numbers in MB are the real size, whereas windows explorer shows the size on disk.)
That’s a difference of 5.32MB or in other words 29.13%.
And this is what one single module_start-event for a function call in XEvents looks like:
<eventname="module_start"package="sqlserver"timestamp="2013-06-08T18:41:48.780Z">
<dataname="source_database_id"><value>7</value></data>
<dataname="object_id"><value>103671417</value></data>
<dataname="line_number"><value>1</value></data>
<dataname="offset"><value>0</value></data>
<dataname="offset_end"><value>-1</value></data>
<dataname="object_type"><value><![CDATA[TF]]></value></data>
<dataname="object_name"><value><![CDATA[ufnGetContactInformation]]></value></data>
<dataname="statement"><value></value></data>
</event>
The content is self-explanatory, as xml is supposed to be, and the overhead in size is no surprise at all.
Keep in mind that this post is purely on comparing file sizes, and not performance or features. There are good reasons that SQL Trace & Profiler have been deprecated, and Extended Events in SQL Server 2012 overcomes SQL Trace & Profiler by far, in performance as well as in flexibility/usability.
For a performance overhead comparision check out my recently published benchmark blog post: "Performance overhead of tracing with Extended Event targets vs SQL Trace under CPU Load".
So whenever performance matters, remember to set session options appropriately and if the amount of events is high, do not use your slowest volume for the file target - same as for all other tracing activities anyways.
happy tracing,
Andreas
Tracing Analysis Services (SSAS) with Extended Events – Yes it works and this is how
Apr 9th
Tracing Analysis Services mit Extended Events – Ja, es geht, und zwar so
or: “Hasta la vista, Profiler”... ;-)
(en) While there is no GUI support for that, yet, it is however possible to set up a XEvent session via DDL commands - just like it was in the “old days” with SQL Server 2008/ 2008 R2, until 2012 brought the GUI. Since I have been asked a lot at my sessions on Extended Events on how it is done in Analysis Services, and the Books Online sample code is not really working (“Use SQL Server Extended Events (XEvents) to Monitor Analysis Services The following code creates a session to collect the deadlocks events from the Analysis Services Instance: |
(de) Obwohl dafür noch keine grafische Unterstützung da ist, ist es jedoch möglich eine XEvent Session über DDL Kommandos aufzusetzen - genau wie in den alten Zeiten” mit SQL Server 2008/ 2008 R2, bis 2012 die GUI brachte. Da ich im Zuge meiner Sessions zu Extended Events häufig gefragt wurde, wie das bei Analysis Services funktioniert, und das Books Online Beispiel nicht wirklich funktioniert (“Use SQL Server Extended Events (XEvents) to Monitor Analysis Services Der folgende Code erzeugt eine Session um Deadlock Events von einer Analysis Services Instanz mitzuschneiden: |
<Create xmlns="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2003/engine"
mlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xmlns:ddl2="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2003/engine/2"
xmlns:ddl3="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2003/engine/3"
xmlns:ddl100_100="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2008/engine/100/100"
xmlns:ddl200_200="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2010/engine/200/200"
xmlns:ddl300_300="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2011/engine/300/300">
<ObjectDefinition>
<Trace>
<ID>Sarpedon AS Trace Demo</ID>
<Name>Sarpedon AS Trace Demo</Name>
<ddl300_300:XEvent> <event_session name="SQL_AS_XE" dispatchLatency="10" maxEventSize="4" maxMemory="4" memoryPartitionMode="none">
<event package="AS" name="Deadlock" />
<target package="Package0" name="event_file">
<parameter name="filename" value="D:\SQLData\SarpedonASDeadlockTrace.xel" />
</target>
</event_session>
</ddl300_300:XEvent>
</Trace>
</ObjectDefinition>
</Create>
As one can see, the definition like session configuration and targets, is quite similar to SQL Server, since it is in fact based on the same architecture. Via the internal system view $system.discover_traces, we can see the active traces on the instance: the “FlightRecorder” which is still using the old-style Tracing technology (I wonder when Microsoft will add a new one just like system_health in SQL Server) and my sample session. You will also note, that the XEvent session’s trace file name is not visible here. |
Wie man sehen kann, ist die Definition wie Session-Konfiguration und Targets recht ähnlich zu SQL Server, da es tatsächlich auf der selben Architektur basiert. Über die interne Systemsicht $system.discover_traces können wir die aktiven Traces auf der Instanz sehen: der “FlightRecorder”, der noch die alte Tracing Technik verwendet (Ich frage mich, wann Microsoft eine Neue, wie die system_health in SQL Server hinzufügen wird), und meine Beispiel-Sitzung. Man sieht auch, das der Trace Dateiname der XEvent-Session hier nicht sichtbar ist. |
To access the collected data one can easily stop and delete the session by name as follows: |
Um auf die gesammelten Daten zuzugreifen, kann man die Trace session wie folgt bequem über den Namen beenden und löschen: |
<Delete xmlns="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2003/engine"
xmlns:ddl300_300="http://schemas.microsoft.com/analysisservices/2011/engine/300/300"
xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/">
<Object>
<TraceID>Sarpedon AS Trace Demo</TraceID>
</Object>
</Delete>
The collected data can be viewed, aggregated and filtered as normal with the Extended Events Viewer in Management Studio. |
Die gesammelten Daten lassen sich dann wie gewohnt über den Extended Events Viewer in Management Studio ansehen, aggregieren und filtern. |
In the detail pane on the bottom you can notice, that I turned on causality tracking here. Hence the activity ID /GUID correlate activity. |
Im Detailbereich kann man sehen, das ich hier auch “Kausalitätstracking” eingeschaltet habe. Daher die activity ID/GUI um Aktivitäten zu korrelieren. |
So as you see, for a fact, the Analysis Services engine has been extended to be using the Extended Events architecture for better performing and more flexible Tracing. Have fun, playing around with the sample. :-) From now on there is no excuse any more, to burden an Analysis Server that is already on its knees with Profiler... |
Wie man sehen kann, sind die Analysis Services tatsächlich erweitert worden um die Extended Events Architektur für performanteres und flexibleres Tracing zu verwenden. Viel Spaß beim Herumspielen mit dem Beispiel. :-) Ab jetzt gibt es keine Entschuldigung mehr, einen Analysis Server, der bereits auf den Knien ist, weiter mit dem Profiler zu belasten... |
“Hasta la vista, Profiler” ;-)
Hopefully by MCM buddy and friend Reeves Smith will soon write his promised post on Tracing Analysis Services, maybe with a Performance Comparison. |
Hoffentlich wird mein MCM Kollege und Freund seinen versprochenen Post über XEvent Tracing Analsis Services bald einlösen – vielleicht mit einem Performance-Vergleich. |
Meanwhile I’d like to refer you to this article from another fellow MCM, Jonathan Kehayas, where you can see the enormous difference in terms of negative performance-impact of tracing via Profiler and SQL Trace vs XEvents: |
Bis dahin verweise ich gerne auf diesen Artikel eines andern MCM Kollegen, Jonathan Kehayas, wo man den gewaltigen Unterschied des negativen Performance-Einflusses von Tracing mittels profiler aund SQL Trace gegenüber Extended Events sieht: |
www.sqlperformance.com/2012/10/sql-trace/observer-overhead-trace-extended-events
Update: I conducted an excessive benchmarking on Extended Events and SQL Trace & Profiler myself now. The results ar now public and can be found here: |
Update: Ich habe nun selber ein exzessives Benchmarking zu Extended Events und SQL Trace & Profiler durchgeführt. Die Ergebnisse sind hier nun auch öffentlich und können hier gefunden werden: |
Andreas
Hinweis: es wird noch im 1. HJ 2013 einen zweiten Termin für die Master-Class Seminare zu Extended Events geben (13. und 14. Juni).
Die nächste Möglichkeit ist am 22.11. bzw. 25.11.2013!