谈一谈SQL Server中的执行计划缓存

为什么需要执行计划缓存

从简介中我们知道，生成执行计划的过程步骤所占的比例众多，会消耗掉各CPU和内存资源。而实际上，查询优化器生成执行计划要做更多的工作，大概分为3部分：

首先，根据传入的查询语句文本，解析表名称、存储过程名称、视图名称等。然后基于逻辑数据操作生成代表查询文本的树。

第二步是优化和简化，比如说将子查询转换成对等的连接、优先应用过滤条件、删除不必要的连接（比如说有索引，可能不需要引用原表）等。

第三步根据数据库中的统计信息，进行基于成本（Cost-based）的评估。

上面三个步骤完成之后，才会生成多个候选执行计划。虽然我们的SQL语句逻辑上只有一个，但是符合这个逻辑顺序的物理获取数据的顺序却可以有多条，打个比方，你希望从北京到上海，即可以做高铁，也可以做飞机，但从北京到上海这个描述是逻辑描述，具体怎么实现路径有多条。那让我们再看一个SQL Server中的举例，比如代码清单1中的查询。

对于该查询来说，无论A先Inner join B还是B先Inner Join C，结果都是一样的，因此可以生成多个执行计划，但一个基本原则是SQL Server不一定会选择最好的执行计划，而是选择足够好的计划，这是由于评估所有的执行计划的成本所消耗的成本不应该过大。最终，SQL Server会根据数据的基数和每一步所消耗的CPU和IO的成本来评估执行计划的成本，所以执行计划的选择重度依赖于统计信息，关于统计信息的相关内容，我就不细说了。

对于前面查询分析器生成执行计划的过程不难看出，该步骤消耗的资源成本也是惊人的。因此当同样的查询执行一次以后，将其缓存起来将会大大减少执行计划的编译，从而提高效率，这就是执行计划缓存存在的初衷。

执行计划所缓存的对象

执行计划所缓存的对象分为4类，分别是：

编译后的计划：编译的执行计划和执行计划的关系就和MSIL和C#的关系一样。

执行上下文：在执行编译的计划时，会有上下文环境。因为编译的计划可以被多个用户共享，但查询需要存储SET信息以及本地变量的值等，因此上下文环境需要对应执行计划进行关联。执行上下文也被称为Executable Plan。

游标：存储的游标状态类似于执行上万国手表价格及图片下文和编译的计划的关系。游标本身只能被某个连接使用，但游标关联的执行计划可以被多个用户共享。

代数树：代数树（也被称为解析树）代表着查询文本。正如我们之前所说，查询分析器不会直接引用查询文本，而是代数树。这里或许你会有疑问，代数树用于生成执行计划，这里还缓存代数树干毛啊？这是因为视图、Default、约束可能会被不同查询重复使用，将这些对象的代数树缓存起来省去了解析的过程。