Собственная компиляция таблиц и хранимых процедур

В In-Memory OLTP введено понятие компиляции в собственном коде. SQL Server имеет возможность компиляции в собственном коде хранимых процедур, которые обращаются к оптимизированным для памяти таблицам. SQL Server может также скомпилировать в собственном коде оптимизированные для памяти таблицы. Собственная компиляция обеспечивает более быстрый доступ к данным и более эффективное выполнение запросов, чем интерпретируемый (традиционный) Transact-SQL. Компиляция таблиц и хранимых процедур в собственном коде создает библиотеки DLL.

Кроме того, поддерживается компиляция в собственном коде оптимизированных для памяти табличных типов. Дополнительные сведения см. в статье Memory-Optimized Table Variables.

Компиляцией в собственном коде называется процесс преобразования программных конструкций в машинный код, состоящий из процессорных инструкций, без необходимости их дальнейшей компиляции или интерпретации.

In-Memory OLTP компилирует оптимизированные для памяти таблицы при их создании и скомпилированные в собственном коде хранимые процедуры при их загрузке в собственные библиотеки DLL. Кроме того, библиотеки DLL компилируются повторно после перезапуска базы данных или сервера. Сведения, необходимые для воссоздания библиотек DLL хранятся в метаданных базы данных. Библиотеки DLL не являются частью базы данных, хотя они и связаны с ней. Например, DLL-библиотеки не входят в резервные копии базы данных.

Обслуживание библиотек DLL базы данных In-Memory OLTP

Следующий запрос отображает все библиотеки DLL таблиц и хранимых процедур, загруженных на данный момент в память сервера:

SELECT name, description FROM sys.dm_os_loaded_modules  
where description = 'XTP Native DLL'  

Администраторам базы данных не нужно хранить файлы, созданные при компиляции в собственном коде. SQL Server автоматически удаляет созданные файлы, которые больше не нужны. Например, созданные файлы будут стерты при удалении таблицы и хранимой процедуры или при удалении базы данных.

Компиляция таблиц в собственном коде

Создание оптимизированной для памяти таблицы с помощью инструкции CREATE TABLE приводит к тому, что табличные данные записываются в метаданные базы данных, а в памяти создаются структуры таблиц и индексов. Таблица также будет скомпилирована в библиотеке DLL.

Рассмотрим следующий пример скрипта, который создает базу данных и оптимизированную для памяти таблицу:

use master  
go  
create database db1  
go  
alter database db1 add filegroup db1_mod contains memory_optimized_data  
go  
-- adapt filename as needed  
alter database db1 add file (name='db1_mod', filename='c:\data\db1_mod') to filegroup db1_mod  
go  
use db1  
go  
create table dbo.t1  
   (c1 int not null primary key nonclustered,  
    c2 INT)  
with (memory_optimized=on)  
go  
-- retrieve the path of the DLL for table t1  
select name, description FROM sys.dm_os_loaded_modules  
where name like '%xtp_t_' + cast(db_id() as varchar(10)) + '_' + cast(object_id('dbo.t1') as varchar(10)) + '.dll'  
go  

При создании таблицы также формируется и загружается в память библиотека DLL таблицы. Запрос динамического административного представления сразу после выполнения инструкции CREATE TABLE возвращает путь к библиотеке DLL таблицы.

Библиотека DLL таблицы понимает структуры индекса и формат строк таблицы. SQL Server использует библиотеку DLL для просмотра индексов, получения строк, а также хранения содержимого строк.

Компиляция хранимых процедур в собственном коде

Хранимые процедуры, которые отмечены как NATIVE_COMPILATION, компилируются в собственном коде. Это означает, что все инструкции Transact-SQL в процедуре компилируются в машинный код для эффективного выполнения бизнес-логики, критически важной для производительности.

Дополнительные сведения о скомпилированных в собственном коде хранимых процедурах см. в разделе Natively Compiled Stored Procedures.

Рассмотрим следующий пример хранимой процедуры, которая вставляет строки в таблицу t1 из предыдущего примера:

create procedure dbo.native_sp  
with native_compilation, schemabinding, execute as owner  
as  
begin atomic  
with (transaction isolation level=snapshot, language=N'us_english')  
  
  declare @i int = 1000000  
  while @i > 0  
  begin  
    insert dbo.t1 values (@i, @i+1)  
    set @i -= 1  
  end  
  
end  
go  
exec dbo.native_sp  
go  
-- reset  
delete from dbo.t1  
go  

Библиотека DLL для native_sp может напрямую взаимодействовать с библиотекой DLL для t1, а также c подсистемой хранилища In-Memory OLTP, чтобы вставлять строки с максимально возможной скоростью.

Компилятор In-Memory OLTP использует оптимизатор запросов для создания эффективного плана выполнения для каждого из запросов в хранимой процедуре. Обратите внимание, что скомпилированные в собственном коде хранимые процедуры не перекомпилируются автоматически при изменении данных в таблице. Дополнительные сведения о сборе статистики и хранимых процедурах в In-Memory OLTP см. в разделе Статистика для таблиц, оптимизированных для памяти.

Вопросы безопасности для компиляции в собственном коде

Компиляция в собственном коде таблиц и хранимых процедур использует компилятор In-Memory OLTP. Этот компилятор создает файлы, которые записываются на диск и загружаются в память. SQL Server использует следующие механизмы для ограничения доступа к ним.

Собственный компилятор

Исполняемый файл компилятора, а также двоичные файлы и файлы заголовков, необходимые для компиляции в собственном коде, устанавливаются как часть экземпляра SQL Server в папке MSSQL\Binn\Xtp. Таким образом, если экземпляр по умолчанию установлен в папке C:\Program Files, файлы компилятора устанавливаются в папку C:\Program Files\MicrosoftSQL Server\MSSQL12. MSSQLSERVER\MSSQL\Binn\Xtp.

Чтобы ограничить доступ к компилятору, SQL Server использует списки управления доступом (ACL), ограничивающие доступ к двоичным файлам. Все двоичные файлы SQL Server защищены от изменения и несанкционированного доступа через списки управления доступом. Списки управления доступом собственного компилятора также ограничивают использование компилятора; только учетная запись службы SQL Server и администраторы имеют разрешения на чтение и выполнение для файлов собственного компилятора.

Файлы, созданные компиляцией в собственном коде

Файлы, создаваемые при компиляции таблицы хранимой процедуры, включают DLL и промежуточные файлы, в том числе файлы со следующими расширениями: C, OBJ, XML и PDB. Созданные файлы сохраняются во вложенной папке папки данных по умолчанию. Вложенная папка называется Xtp. При установке экземпляра по умолчанию с папкой данных по умолчанию созданные файлы помещаются в папку C:\Program Files\MicrosoftSQL Server\MSSQL12. MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\Xtp.

SQL Server предотвращает изменение создаваемых библиотек DLL тремя способами.

• Если таблица или хранимая процедура компилируется в DLL, эта DLL немедленно загружается в память и связывается с процессом sqlserver.exe. Библиотеку DLL нельзя изменить, если она связана с процессом.

• При перезапуске базы данных перекомпилируются все таблицы и хранимые процедуры (удаленные и воссозданные) на основе метаданных базы данных. При этом удаляются все изменения, внесенные в созданный файл вредоносным агентом.

• Созданные файлы считаются частью пользовательских данных и имеют те же ограничения безопасности через списки ACL, что и файлы базы данных: только учетная запись службы SQL Server и системные администраторы имеют доступ к этим файлам.

Взаимодействие с пользователем для управления этими файлами не требуется. SQL Server создает и удаляет файлы по мере необходимости.

См. также:

Таблицы, оптимизированные для памяти
Скомпилированные в собственном коде хранимые процедуры