Thread数目会超过MAXDOP的限制？

今天测试数据库的并行计划，对数据库做了一些调整。将MAXDOP的数量更改为1。但是发现还是有很多SQL语句有超过5个Thread.后来查到一篇文章说根本的原因在于MAXDOP的限制只会作用在执行计划的每个operator上，而不会作用在整个执行计划上。

于各种各样的原因，我们可能需要通过sp_configure来设置最大并行度，也就是Max Degree of Parallelism (MAXDOP)。常见的场景包括由于并行引起的死锁，由于并行造成的CXPACKET类型的等待，以及由于并行导致的RESOURCE_SEMAPHORE类型的等待。

但是不知道你们是否注意到了，即使设置了MAXDOP，有时候你在sysprocesses中看到的对应一个SPID的线程数目仍可能大于MAXDOP的值。这是为什么？

让我们用以下的脚本来举例解释这个问题。

createtable [HugeTable1]

(

[Key] int,

[Data] int,

[Pad] char(200),

Constraint [PK1]PRIMARYKEY ([Key])

)

SETNOCOUNTON

DECLARE @i int

BEGINTRAN

set @i = 0

WHILE @i < 250000

BEGIN

INSERT [HugeTable1]Values (@i,@i,NULL)

SET @i = @i + 1

if @i % 1000 = 0

BEGIN

COMMITTRAN

BEGINTRAN

END

END

COMMITTRAN

SELECT [KEY],[DATA],[PAD]INTO [HugeTable2]FROM HugeTable1

ALTERTABLE [HugeTable2]ADDCONSTRAINT [PK2]PRIMARYKEY ([Key])

然后我们执行以下语句这样我们就可以在SQLServer的management studio的output窗口中看到语句的执行计划了。

setstatisticsprofileon

好，让我们运行以下语句，注意这句语句我们使用了一个hint (MAXDOP 2)用来将该语句的并行度限制为2：

select T1.[Key],T1.[Data],T2.[Data]From HugeTable1 T1Join [HugeTable2] T2ON T1.[Key]=T2.[Key]where T1.Data< 100OPTION(MAXDOP 2)

你可以看到执行计划如下所示：

|--Parallelism(Gather Streams)

|--Nested Loops(Inner Join, OUTER REFERENCES:([T1].[Key]))

|--Parallelism(Repartition Streams, RoundRobin Partitioning)

| |--Clustered Index Scan(OBJECT:([AdventureWorks2008].[dbo].[HugeTable1].[PK1] AS [T1])

WHERE:([AdventureWorks2008].[dbo].[HugeTable1].[Data] as [T1].[Data]<(100)))

|--Clustered Index Seek(OBJECT:([AdventureWorks2008].[dbo].[HugeTable2].[PK2] AS [T2]),

SEEK:([T2].[KEY]=[AdventureWorks2008].[dbo].[HugeTable1].[Key] as [T1].[Key]) ORDERED FORWARD)

让我们将上面的语句在一个循环里不断的执行。然后在Management Studio里打开一个新的查询窗口并且查看sysprocesses的结果。这里我们假设执行上面语句的session是SPID 56。

你可能会看到如下结果：

spid kpid blocked waittype waittime lastwaittype cpu physical_io ecid status

56 5640 0 0x00BB 3 CXPACKET 66653 206050 suspended

56 5936 0 0x00BB 3 CXPACKET 2147483647 01 suspended

56 1252 0 0x00BB 1 CXPACKET 2147483647 02 suspended

56 3508 56 0x0024 0 LATCH_EX 2147483647 03 suspended

56 3580 0 0x0000 0 LATCH_EX 2147483647 04 runnable

这里我们明显看到，SQL Server使用了5个线程来执行这个query。这就和MAXDOP 2的这个hint相冲突了。

根本的原因在于MAXDOP的限制只会作用在执行计划的每个operator上，而不会作用在整个执行计划上。

在让我们看看上面的执行计划。该执行计划有3个operator，他们分别是：Clustered Index Scan，Clustered Index Seek和Nested Loops。

因此我们就有：

- 2个线程(受到MAXDOP hint的限制)用来执行Clustered Index Scan，

- 2个线程(受到MAXDOP hint的限制)用来执行Nested Loop Join并同时执行Clustered Index Seek来和Clustered Index Scan的结果做join。因此没有专门用来执行Clustered Index Seek的线程，

- 1个线程用来做parallel gather streams。Parallel gather streams会汇拢所有并行执行的Nested Loop的输出结果。也就是说这个线程是一个并发执行计划中的同步线程（在XML的执行计划中，这个线程用0号线程来标示）。

我们还可以用XML形式的执行计划来进一步观察这个query的线程使用情况。

2个执行Clustered Index Scan的线程

<RelOpNodeId="3"PhysicalOp="Clustered Index Scan"LogicalOp="Clustered Index Scan"….>

<RunTimeInformation>

<RunTimeCountersPerThreadThread="2"ActualRows="100"ActualEndOfScans="1"ActualExecutions="1" />

<RunTimeCountersPerThreadThread="1"ActualRows="0"ActualEndOfScans="1"ActualExecutions="1" />

<RunTimeCountersPerThreadThread="0"ActualRows="0"ActualEndOfScans="0"ActualExecutions="0" />

</RunTimeInformation>

2个执行Nested Loop和clustered index seek的线程

<RelOpNodeId="1"PhysicalOp="Nested Loops"LogicalOp="Inner Join"….>

<RunTimeInformation>

<RunTimeCountersPerThreadThread="2"ActualRows="50"ActualEndOfScans="1"ActualExecutions="1" />

<RunTimeCountersPerThreadThread="1"ActualRows="50"ActualEndOfScans="1"ActualExecutions="1" />

<RunTimeCountersPerThreadThread="0"ActualRows="0"ActualEndOfScans="0"ActualExecutions="0" />

</RunTimeInformation>

同样的线程也用来执行Clustered Index Seek

<RelOpNodeId="4"PhysicalOp="Clustered Index Seek"LogicalOp="Clustered Index Seek"…>

<RunTimeInformation>

<RunTimeCountersPerThreadThread="2"ActualRows="50"ActualEndOfScans="0"ActualExecutions="50" />

<RunTimeCountersPerThreadThread="1"ActualRows="50"ActualEndOfScans="0"ActualExecutions="50" />

<RunTimeCountersPerThreadThread="0"ActualRows="0"ActualEndOfScans="0"ActualExecutions="0" />

</RunTimeInformation>

最后Thread 0（这个线程在所有的operator中都出现）汇拢所有并行的线程并展现最终的结果给客户端程序

<RelOpNodeId="0"PhysicalOp="Parallelism"LogicalOp="Gather Streams"….>

<RunTimeInformation>

<RunTimeCountersPerThreadThread="0"ActualRows="100"ActualEndOfScans="1"ActualExecutions="1" />

</RunTimeInformation>

于是这就解释了为什么你会看到比MAXDOP设置更多的线程数出现在sysprocesses中。

更多参考MSDN:How it Works: SQL Server Per Query Degree Of Parallelism Worker Count(s)

http://blogs.msdn.com/b/psssql/archive/2008/02/13/how-it-works-sql-server-per-query-degree-of-parallelism-worker-count-s.aspx