資料庫引擎的工作流程可以歸納為接收請求、執行請求和返回結果。資料庫引擎每接收到一個新的查詢請求（Query Request），查詢優化器就會執行以下工作流程：編譯請求，生成執行計劃，並把執行計劃快取到記憶體中，執行計劃，最後向客戶端返回查詢的結果。把執行計劃儲存到記憶體的目的是為了複用執行計劃，減少編譯查詢請求的時間消耗和CPU消耗。當資料庫引擎再次接收到相同的查詢請求，資料庫引擎不需直接跳過編譯請求的過程，直接複用已經快取的執行計劃。

資料庫引擎並不是把查詢計劃永久儲存在記憶體中，而是會根據記憶體的壓力，智慧剔除一些建立時間早，並且複用頻次少的執行計劃。

一，語句控制代碼和計劃控制代碼

資料庫引擎要實現查詢計劃的複用，必須能夠識別查詢已經執行過，這就需要對查詢語句進行標記；查詢的執行計劃也會被標記，這就需要用到兩個唯一值：

• sql_handle：用以唯一標識一段TSQL文字（Batch或SP），TSQL文字儲存在SQL Manager Cache（SQLMGR）中。
• plan_handle：用於唯一標識一個已編輯的查詢計劃，查詢計劃儲存在計劃快取（Plan Cache）中。

sql_handle和plan_handle是如何生成的？

• 對於ad hoc查詢，sql_handle是基於整體的SQL Text生成的雜湊值；如果一個batch包含多個TSQL語句，那麼多個TSQL語句作為一個整體，batch中的查詢字句擁有相同的sql_handle值，但是有不同的偏移量。
• 對於執行的SP、觸發器或函式等資料庫物件，sql_handle是由database ID 和 object ID 派生的雜湊值。
• plan_handle是由整體（批處理或SP）生成的已編譯計劃派生的雜湊值。

sql_handle和plan_handle 之間具有1對多的關係。一個sql_handle 能夠生成多個查詢計劃，對應多個plan_handle，但是每個plan_handle只能對應一個sql_handle 。sql_handle對於每一個batch都是唯一的，但是，如果執行batch的條件發生改變，比如set 選項發生變化，那麼資料庫引擎在執行同樣的batch時，會生成新的執行計劃，產生新的plan_handle，但是sql_handle不變。想要了解更詳細的資訊，請閱讀《2.0 Sql_Handle and Plan_Handle Explained》。

1，SQL控制代碼

sql_handle是一個token，用於唯一標記查詢文字所屬的batch或sp，把sql_handle傳遞給 sys.dm_exec_sql_text()動態管理函式，並結合偏移 statement_start_offset和statement_end_offset，可以抽取出單個查詢的SQL文字。

函式 sys.dm_exec_sql_text(sql_handle | plan_handle)用於獲得整個Batch的TSQL文字，由於TSQL文字都是以nvarchar(max)型別儲存的，一個nvarchar是2個位元組，因此，一般情況下，位元組偏移量都是2的倍數。

2，計劃控制代碼

plan_handle是一個token，是整個Execution Plan的雜湊值，用於唯一標識一個batch或sp的執行計劃，把plan_handle傳遞給sys.dm_exec_query_plan(plan_handle)動態管理函式，可以獲取整體（batch或sp）的showplan。

3，查詢計劃（query plan）

查詢計劃是指查詢語句的顯示計劃（showplan），動態管理檢視 sys.dm_exec_query_plan 返回以XML格式表示的showplan，動態管理檢視 sys.dm_exec_text_query_plan 返回以文字格式表示的showplan：

sys.dm_exec_query_plan(plan_handle)

sys.dm_exec_text_query_plan   
(   
    plan_handle   
    , { statement_start_offset | 0 | DEFAULT }  
    , { statement_end_offset | -1 | DEFAULT }  
) 

文字方式可以指定batch中的單個TSQL語句，這需要指定該語句的偏移statement_start_offset 和 statement_end_offset。

二，抽取查詢語句

動態管理檢視 sys.dm_exec_query_stats 快取的是單個查詢語句的執行計劃，而sql_handle指向的是整個Batch或SP的控制代碼值，因此，在該檢視中，可能存在多個相同的sql_handle。

為了獲得單個查詢語句的文字，必須通過偏移量從整體（Batch語句）中抽取，偏移量的單位是位元組，位元組數量從0開始：

• statement_start_offset：語句開始偏移的位元組序號
• statement_end_offset：語句結束偏移的位元組序號，-1 表示TSQL文字的末尾

把sql_handle傳遞給 sys.dm_exec_sql_text()動態管理函式，並結合偏移 statement_start_offset和statement_end_offset，可以抽取出單個查詢的SQL文字，抽取查詢語句的指令碼是：

select substring(st.text 
                ,qs.statement_start_offset/2+1,
                ( case when qs.statement_end_offset = -1 then len(convert(nvarchar(max), st.text))
                        else (qs.statement_end_offset - qs.statement_start_offset)/2
                    end 
                )
        ) as individual_query
        ,st.text as entire_query
from sys.dm_exec_query_stats qs
outer apply sys.dm_exec_sql_text(qs.sql_handle) as st

三，查詢的統計資料

資料庫引擎會把每一個查詢請求的執行資訊儲存起來，例如，查詢的文字，查詢等待的時長，執行的時間，消耗的資源等，並對這些資訊進行彙總和統計，這些彙總之後的資料就是查詢統計，儲存到記憶體結構 DMV：sys.dm_exec_query_stats中。在該檢視中，每一行資料都表示一個查詢語句的統計資料。

請求的執行資訊都經過彙總之後，儲存到DMV：sys.dm_exec_query_stats中，從該統計資料中，可以找出對效能影響最大的查詢請求，由於該DMV儲存的是累加值，在使用資料之前，一定要關注記錄的開始時間：

• creation_time：計劃編譯的時間
• last_execution_time：最近一次計劃開始執行的時間

這兩個時間表示查詢計劃的第一次執行和最後一次執行的時間戳。

1，檢視語句級別的統計資料

執行計劃的重編譯次數，執行查詢的總時間，邏輯讀和物理讀的次數等計數器，是觀察查詢執行情況的重要指標：

• plan_generation_num：表示執行計劃產生的數量，表示同一個TSQL文字重新編譯的次數；
• execution_count：計劃執行的次數
• total_elapsed_time：單詞elapsed是指單個語句執行的總時間，包括 waiting的時間或 CPU工作（worker）的時間，單位是微秒（us），一微秒是千分之一毫秒(ms)
• total_worker_time：CPU工作的總時間，單位是微秒（us）
• total_logical_reads：查詢計劃執行的邏輯讀的總次數；
• total_logical_writes：查詢計劃執行的邏輯寫的總次數；
• total_physical_reads：查詢計劃執行的物理讀的總次數；
• total_rows：查詢返回的資料行的總數量
• total_dop：併發執行的併發度的累加和
• total_grant_kb：該查詢計劃收到的預留授予記憶體（reserved memory grant）的總量，單位是KB
• total_used_grant_kb：該查詢計劃使用的預留授予記憶體（reserved memory grant）的總量，單位是KB
• total_ideal_grant_kb：該查詢計劃預估的理想授予記憶體（ideal memory grant）的總量，單位是KB
• total_splils：查詢計劃執行時，出現頁溢位的總頁數；

以下指令碼用於檢視執行計劃在單個語句級別上的平均資料，並按照平均執行時間排序，獲取 top 111 的資料：

select top 111 
    qs.execution_count,
    qs.total_rows/qs.execution_count as avg_rows,
    qs.total_worker_time/qs.execution_count/1000 as avg_worker_ms,
    qs.total_elapsed_time/qs.execution_count/1000 as avg_elapsed_ms,
    qs.total_physical_reads/qs.execution_count as avg_physical_reads,
    qs.total_logical_reads/qs.execution_count as avg_logical_reads,
    qs.total_logical_writes/qs.execution_count as avg_logical_writes,
    qs.creation_time,
    qs.plan_generation_num,
    --st.text as entire_query,
    substring(st.text,
            qs.statement_start_offset/2 + 1,      
            ( case when qs.statement_end_offset = -1 
                        then len(convert(nvarchar(max), st.text))
                else (qs.statement_end_offset -qs.statement_start_offset)/2
              end)
            ) as individual_query
from sys.dm_exec_query_stats qs 
cross apply sys.dm_exec_sql_text(qs.sql_handle) as st 
order by avg_elapsed_ms desc

2，檢視儲存過程級別的查詢統計

對於快取的儲存過程，資料庫引擎把SP相關的統計資料快取在檢視：sys.dm_exec_procedure_stats 中，每一行資料都表示一個SP的統計資料：

select top 111
    db_name(ps.database_id) as db_name
    ,ps.database_id
    ,object_schema_name(ps.object_id,ps.database_id)+'.'+object_name(ps.object_id,ps.database_id) as proc_name
    ,ps.type_desc as proc_type
    ,ps.cached_time
    ,ps.execution_count
    ,ps.total_worker_time/ps.execution_count/1000 as avg_worker_ms
    ,ps.total_elapsed_time/ps.execution_count/1000 as avg_elapsed_ms
    ,ps.total_physical_reads/ps.execution_count as avg_physical_reads
    ,ps.total_logical_reads/ps.execution_count as avg_logical_reads
    ,ps.total_logical_writes/ps.execution_count as avg_logical_writes
from sys.dm_exec_procedure_stats ps
where ps.database_id<32767
order by avg_elapsed_ms desc

對於database_id 為 32767，這個id是資源資料庫（Resource Database）預留的ID，一般情況下，使用者建立的資料庫ID都會小於該數值。

四，顯示被快取的計劃

函式 sys.dm_exec_query_plan 以XML格式返回指定batch或SP的查詢計劃，引數是plan_handle，這意味著，函式返回的是整個語句（Batch或SP）的showplan，XML格式是視覺化的，也可以返回文字格式的showplan。

select top 111 
    qs.execution_count,
    qs.total_rows/qs.execution_count as avg_rows,
    qs.total_worker_time/qs.execution_count/1000 as avg_worker_ms,
    qs.total_elapsed_time/qs.execution_count/1000 as avg_elapsed_ms,
    qs.total_physical_reads/qs.execution_count as avg_physical_reads,
    qs.total_logical_reads/qs.execution_count as avg_logical_reads,
    qs.total_logical_writes/qs.execution_count as avg_logical_writes,
    qs.creation_time,
    qs.plan_generation_num,
    st.text as entire_query,
    substring(st.text,
            qs.statement_start_offset/2 + 1,      
            ( case when qs.statement_end_offset = -1 
                        then len(convert(nvarchar(max), st.text))
                else (qs.statement_end_offset -qs.statement_start_offset)/2
              end)
            ) as individual_query,
    qp.query_plan
from sys.dm_exec_query_stats qs 
cross apply sys.dm_exec_sql_text(qs.sql_handle) as st 
outer apply sys.dm_exec_query_plan(qs.plan_handle) as qp
order by avg_elapsed_ms desc

五，計劃的統計資訊

動態管理檢視：sys.dm_exec_cached_plans 中，每一個行儲存一個查詢計劃，通過該檢視，可以檢視已快取的查詢計劃、查詢文字、快取計劃佔用的記憶體、快取計劃複用的次數等資訊。

select cp.refcounts
    ,cp.usecounts
    ,cp.size_in_bytes
    ,cp.cacheobjtype
    ,cp.objtype
    ,st.text as batch_sql
    --,cp.plan_handle
from sys.dm_exec_cached_plans cp
outer apply sys.dm_exec_sql_text(cp.plan_handle) st

參考文件：

Execution Related Dynamic Management Views and Functions (Transact-