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SQL Server数据库状态监控 - 可用空间

简介:
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数据库用来存放数据,那么肯定需要存储空间,所以对磁盘空间的监视自然就很有必要了。
  一. 磁盘可用空间
  1. 操作系统命令或脚本、接口或工具
  (1) DOS命令: fsutil volume diskfree
  C:\windows\system32>fsutil volume diskfree C:
  Total # of free bytes        : 9789493248
  Total # of bytes             : 64424505344
  Total # of avail free bytes  : 9789493248
  这里用到了fsutil,一个文件系统管理工具(file system utility),应该还有其他一些命令或者脚本也是可以的。
  (2) WMI/WMIC: wmic logicaldisk
  WMI是个Windows系统的管理接口,在WMIC出现之前,如果要利用WMI管理系统,必须使用一些专门的WMI应用,例如SMS,或者使用WMI的脚本编程API,或者使用象CIM Studio之类的工具。如果不熟悉C++之类的编程语言或VBScript之类的脚本语言,或者不掌握WMI名称空间的基本知识,要用WMI管理系统是很困难的。WMIC改变了这种情况,它为WMI名称空间提供了一个强大的、友好的命令行接口。
  C:\windows\system32>wmic logicaldisk get caption,freespace,size
  Caption  FreeSpace     Size
  C:       9789071360    64424505344
  D:       189013438464  255331397632
  这里通过wmic的get命令获取了logicaldisk 的几个参数列。
  (3) 性能监视器
  LogicalDisk: %Free Space
  LogicalDisk: Free Megabytes
  总大小 = LogicalDisk: Free Megabytes/ LogicalDisk: %Free Space
  性能监视器虽然用于现场诊断还是挺方便的,但实现自动化监控,并不太好用。
  2. SQL 语句
  (1) 扩展存储过程xp_cmdshell (还是在调用操作系统命令)
DECLARE @Drive TINYINT,
@SQL VARCHAR(100)
DECLARE @Drives TABLE
(
Drive CHAR(1),
Info VARCHAR(80)
)
SET @Drive = 97
WHILE @Drive <= 122
BEGIN
SET @SQL = 'EXEC XP_CMDSHELL ''fsutil volume diskfree ' + CHAR(@Drive) + ':'''
INSERT @Drives
(
Info
)
EXEC(@SQL)
UPDATE @Drives
SET Drive = CHAR(@Drive)
WHERE Drive IS NULL
SET @Drive = @Drive + 1
END
SELECT Drive,
SUM(CASE WHEN Info LIKE 'Total # of bytes%' THEN CAST(REPLACE(SUBSTRING(Info, 32, 48), CHAR(13), '') AS BIGINT) ELSE CAST(0 AS BIGINT) END)/1024.0/1024/1024 AS TotalMBytes,
SUM(CASE WHEN Info LIKE 'Total # of free bytes%' THEN CAST(REPLACE(SUBSTRING(Info, 32, 48), CHAR(13), '') AS BIGINT) ELSE CAST(0 AS BIGINT) END)/1024.0/1024/1024 AS FreeMBytes,
SUM(CASE WHEN Info LIKE 'Total # of avail free bytes%' THEN CAST(REPLACE(SUBSTRING(Info, 32, 48), CHAR(13), '') AS BIGINT) ELSE CAST(0 AS BIGINT) END)/1024.0/1024/1024 AS AvailFreeMBytes
FROM(
SELECT Drive,
Info
FROM @Drives
WHERE Info LIKE 'Total # of %'
) AS d
GROUP BY Drive
ORDER BY Drive
xp_cmdshell可以执行操作系统命令行,这段脚本用fsutil volume diskfree命令对26个字母的盘符遍历了一遍,不是很好,改用wmic会方便些,如下:
  EXEC xp_cmdshell 'wmic logicaldisk get caption,freespace,size';
  (2) 扩展存储过程xp_fixeddrives
--exec xp_fixeddrives
IF object_id('tempdb..#drivefreespace') IS NOT NULL
DROP TABLE #drivefreespace
CREATE TABLE #drivefreespace(Drive CHAR(1), FreeMb bigint)
INSERT #drivefreespace EXEC ('exec xp_fixeddrives')
SELECT * FROM #drivefreespace
Drive
FreeMb
C
9316
D
180013
  总算不依赖操作系统命令了,不过,这个存储过程只能返回磁盘可用空间,没有磁盘总空间。
  (3) DMV/DMF: sys.dm_os_volume_stats
SELECT DISTINCT
@@SERVERNAME as [server]
,volume_mount_point as drive
,cast(available_bytes/ 1024.0 / 1024.0 / 1024.0 AS INT) as free_gb
,cast(total_bytes / 1024.0 / 1024.0 / 1024.0 AS INT) as total_gb
FROM sys.master_files AS f
CROSS APPLY sys.dm_os_volume_stats(f.database_id, f.file_id)
ORDER BY @@SERVERNAME, volume_mount_point
server
drive
free_gb
total_gb
C:\
9
59
D:\
175
237
  从SQL Server 2008 R2 SP1开始,有了这个很好用的DMF: sys.dm_os_volume_stats,弥补了之前xp_fixeddrives没有磁盘总空间的不足。
  不过,看它的参数就可以知道,没被任何数据库使用的磁盘,是查看不了的,所以xp_fixeddrives还有存在的必要。
  二. 数据库可用空间
  1. 文件可用空间查看
  (1) 文件已用空间,当前大小(已分配空间),最大值,如下:
select @@SERVERNAME as server_name
,DB_NAME() as database_name
,case when data_space_id = 0 then 'LOG'
else FILEGROUP_NAME(data_space_id)
end as file_group
,name as logical_name
,physical_name
,type_desc
,FILEPROPERTY(name,'SpaceUsed')/128.0 as used_size_Mb
,size/128.0 as allocated_size_mb
,case when max_size = -1 then max_size
else max_size/128.0
end as max_size_Mb
,growth
,is_percent_growth
from sys.database_files
where state_desc = 'ONLINE'
  (2) 再算上磁盘的空闲空间,改动如下:
select @@SERVERNAME as server_name
,DB_NAME() as database_name
,case when data_space_id = 0 then 'LOG'
else FILEGROUP_NAME(data_space_id)
end as file_group
,name as logical_name
,physical_name
,type_desc
,FILEPROPERTY(name,'SpaceUsed')/128.0 as used_size_mb
,size/128.0 as allocated_size_mb
,case when max_size = -1 then max_size
else max_size/128.0
end as max_size_mb
,vs.available_bytes/1024.0/1024 as disk_free_mb
,growth
,CAST(is_percent_growth as int) as is_percent_growth
from sys.database_files df
cross apply sys.dm_os_volume_stats(DB_ID(),df.file_id) vs
where state_desc = 'ONLINE'
  如果是SQL Server 2008 SP1以前的版本,可用xp_fixeddrives生成磁盘空闲空间表,再进行关联。
  (3) 结合文件是否自增长,文件最大值,磁盘空间,算出文件可用空间比率,改动如下:
select @@SERVERNAME as server_name
,DB_NAME() as database_name
,case when data_space_id = 0 then 'LOG'
else FILEGROUP_NAME(data_space_id)
end as file_group
,name as logical_name
,physical_name
,type_desc
,FILEPROPERTY(name,'SpaceUsed')/128.0 as used_size_mb
,size/128.0 as allocated_size_mb
,case when max_size = -1 then max_size
else max_size/128.0
end as max_size_mb
,vs.available_bytes/1024.0/1024 as disk_free_mb
,case when growth = 0 then  (size - FILEPROPERTY(name,'SpaceUsed'))*1.0/size
when growth > 0 and max_size = -1 then ((size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024) - FILEPROPERTY(name,'SpaceUsed')/128.0)/(size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024)
when growth > 0 and max_size <> -1 and (max_size/128.0 - vs.available_bytes/1024.0/1024) >= 0 then ((size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024) - FILEPROPERTY(name,'SpaceUsed')/128.0)/(size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024)
when growth > 0 and max_size <> -1 and (max_size/128.0 - vs.available_bytes/1024.0/1024) <  0 then (max_size - FILEPROPERTY(name,'SpaceUsed'))*1.0/max_size
else null
end as free_space_percent
,growth
,CAST(is_percent_growth as int) as is_percent_growth
from sys.database_files df
cross apply sys.dm_os_volume_stats(DB_ID(),df.file_id) vs
where state_desc = 'ONLINE'
(4) 如果有多个数据库,注意fileproperty()和filegroup_name()函数,都只在当前数据库下生效,改动如下:
if object_id('tempdb..#tmp_filesize') is not null
drop table #tmp_filesize
GO
create table #tmp_filesize
(
server_name          varchar(256),
database_name        varchar(256),
file_group           varchar(256),
logical_name         varchar(256),
physical_name        varchar(1024),
type_desc            varchar(128),
used_size_mb         float,
allocated_size_mb    float,
max_size_mb          float,
disk_free_mb         float,
free_space_percent   float,
growth               int,
is_percent_growth    int
)
GO
exec sp_msforeachdb 'use [?]
insert into #tmp_filesize
select @@SERVERNAME as server_name
,DB_NAME() as database_name
,case when data_space_id = 0 then ''LOG''
else FILEGROUP_NAME(data_space_id)
end as file_group
,name as logical_name
,physical_name
,type_desc
,FILEPROPERTY(name,''SpaceUsed'')/128.0 as used_size_mb
,size/128.0 as allocated_size_mb
,case when max_size = -1 then max_size
else max_size/128.0
end as max_size_mb
,vs.available_bytes/1024.0/1024 as disk_free_mb
,case when growth = 0 then  (size - FILEPROPERTY(name,''SpaceUsed''))*1.0/size
when growth > 0 and max_size = -1 then ((size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024) - FILEPROPERTY(name,''SpaceUsed'')/128.0)/(size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024)
when growth > 0 and max_size <> -1 and (max_size/128.0 - vs.available_bytes/1024.0/1024) >= 0 then ((size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024) - FILEPROPERTY(name,''SpaceUsed'')/128.0)/(size/128.0 + vs.available_bytes/1024.0/1024)
when growth > 0 and max_size <> -1 and (max_size/128.0 - vs.available_bytes/1024.0/1024) <  0 then (max_size - FILEPROPERTY(name,''SpaceUsed''))*1.0/max_size
else null
end as free_space_percent
,growth
,CAST(is_percent_growth as int) as is_percent_growth
from sys.database_files df
cross apply sys.dm_os_volume_stats(DB_ID(),df.file_id) vs
where state_desc = ''ONLINE'''
select * from #tmp_filesize
  2. 数据库可用空间告警
  2.1 告警的格式
  数据库可用空间告警,通常不告警某个文件,也不告警整个数据库,而是某个确切的文件组/表空间,日志文件是没有文件组的,所有可以把日志文件合并为LOG这个组。
  (1) Oracle可以给表空间设置最大尺寸,表空间里的每个文件逐个使用,直到最后一个文件也没空间时,就会提示空间不足;
  (2) SQL Server 无法对文件组设置最大尺寸,只可以给文件组里每个文件指定最大尺寸,所以要先统计:是否当前文件组下所有的文件都已经满了?
  将同一个文件组/LOG下的所有文件都检查一下,如果所有文件都满了(以20%为例),那么就满足告警条件了,如下:
  --#tmp_filesize 在上面的脚本里生成了
  select server_name,
  database_name,
  file_group,
  MAX(free_space_percent) as max_free_space_percent
  from #tmp_filesize
  group by server_name,database_name,file_group
  having MAX(free_space_percent) <= 0.2 --20%
  邮件告警的格式大致为:
  邮件标题:主机名\实例名\数据库名\文件组名,@@servername已经包含了SQL Server实例名;
  邮件内容:文件组 ”file group name” 空间不足,已低于20%。
  2.2 告警后如何处理?
  (1) 告警中的文件组里的文件,所在的磁盘还有空间吗?
  exec xp_fixeddrives
  如果当前磁盘没空间,可以给当前文件组在其他磁盘上添加新的文件,并关闭老的文件自增长或限制最大值;
  如果所有磁盘都没空间,可以考虑删除磁盘上的其他文件,或者收缩数据库文件(数据/日志),或者磁盘扩展空间(加磁盘)。
  (2) 如果磁盘有空间,文件是否关闭了自动增长?
  可能是在创建文件时,给了文件比较大的size,如500G,并关闭了文件自动增长;
  ALTER DATABASE test
  ADD FILE
  (
  NAME = test_02,
  FILENAME = 'D:\Program Files (x86)\Microsoft SQL Server\MSSQL10_50.MSSQLSERVER\MSSQL\DATA\test_02.ndf',
  SIZE = 500 GB,
  FILEGROWTH = 0
  )
  TO FILEGROUP [PRIMARY];
  GO
  (3) 如果磁盘有空间,自动增长也开了,是不是限制了文件最大值?
  限制最大值和关闭自增长,应该都是不想单个文件变得太大,个人觉得一个文件控制在500G以内比较合理,这两种情况,都建议扩展一个新文件。
  小结
  如果没有监控工具,那么可选择系统视图,扩展存储过程,结合数据库邮件的方式,作自动检查,并告警文件组/日志空闲空间不足。大致步骤如下 :
  (1) 部署数据库邮件;
  (2) 部署作业:定时检查文件组/日志空闲空间,发邮件告警。

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