SqlServer为提高自身并发能力，在Windows进程调度的基础上，又开发了一套自己的任务调度机制，抽象出了以下的一般由os代为管理的功能：
- 任务调度子管理系统
- 内存管理
- 错误、异常处理机制
- 死锁侦测和解决机制
- 运行第三方代码机制
基于这样的特点，SqlServer这部分管理职能组件被称为SQLOS。SQLOS有两大核心内容——内存管理及任务调度。
一、 为什么SqlServer需要自己的任务调度算法？
Windows是一个成熟的多任务管理操作系统，能很好地支持多并发应用，为什么SqlServer还要在上面再套一层SQLOS？那就先来看看Windows的任务调度算法有什么特点，对SqlServer来说有什么不足。
1. Windows的任务调度算法特点
- 多线程抢占式操作系统。“抢占式”意味着完全由os决定哪个线程在什么时候运行。当时间片用完，Windows会打断当前正在运行的线程，强迫其让出CPU资源。
- 以线程为任务调度单位，以进程作为内存管理单位
- 早期版本的Windows线程间同步，Windows未提供轻量级同步机制
2. 这些特点对SqlServer来说有什么问题？
- 用户连接在其生命周期中，绝大部分时间都处于空闲状态，如果每个连接都占一个线程，会造成sql进程中有大量闲置线程。维护这些线程会是很大的负担，影响SqlServer的可扩展性。
- 对于繁忙的SqlServer，同一时间点会有若干线程并发运行，其数目往往大于CPU数。如果依赖于Windows进程调度，势必造成大量线程切换，开销较大，效率较低。
- Windows完全根据优先级和时间片安排和中断线程调度，不会考虑SqlServer线程当时运行状态，它的中断点不会根据SqlServer特性进行优化。事实上，它完全只把SqlServer当一个普通的应用程序。
3. SqlServer任务调度算法特点
- 要运行任务的连接才会被分配线程，处于空闲状态的连接，SqlServer会以一组数据结构表示而不占用线程资源，这可以大大降低SqlServer进程需要的线程数。
- 对于每个CPU，SqlServer内部会有一个scheduler，由这个scheduler决定在某个时间点哪个SqlServer线程去运行。所以在Windows层面，每个cpu最多只会对应一个处于运行状态的线程，这可以大大降低Windows层面的context switch。
二、 SQLOS的任务调度算法
先来看几个SQLOS的概念：
1. scheduler
对于每个逻辑CPU，SqlServer会有一个scheduler与之对应 。scheduler在SqlServer层面代表CPU对象，只有拿到scheduler所有权的worker才能在这个逻辑CPU上运行。对应视图为sys.dm_os_schedulers
scheduler的管理遵循以下规则
- 每个scheduler上最大worker数=SqlServer最大线程数 / scheduler的数目
workers per scheduler limit = max worker threads / online schedulers- 同一时间点，只能有一个拥有scheduler的worker处于运行状态，其他都必须处于等待状态
- scheduler是一个逻辑概念，它不与物理cpu相绑定。但是如果在sp_configure设置了CPU affinity mask，scheduler就会固定在某个特定cpu上
- scheduler可以是可见的或隐藏的。SQL Server用户进程可以看到可见的scheduler ，隐藏的scheduler 仅对SQL Server内部进程可见。有一个scheduler专用于DAC（专用管理连接）。如果服务器挂起，DBA可以通过DAC连接
2. worker
每个worker与一个线程相对应，是SqlServer任务的执行单位。SqlServer不直接调度线程，而是调度worker，使得SqlServer能够控制调度任务。对应视图为sys.dm_os_workers
worker的管理遵循以下规则
- 每个worker固定代表一个线程，并与scheduler相绑定。如果scheduler固定在某个特定cpu上，worker也会r固定在该cpu上
- 每个scheduler有worker的上限值，可以根据SqlServer负载创建或释放worker
- worker会运行一个完整的task，在task完成前不会退出scheduler
- 只有在当前有新任务要运行但没有空闲的worker，并且当前scheduler上的worker数没有超过上限值时，才会创建新worker
- 如果某个worker空闲超过15分钟，scheduler可能会删除该worker及其对应的线程。当SqlServer遇到内存压力时，也会大量删除空闲的worker以减少multi-page内存开销
3. task
在worker上运行的最小任务单元，最简单的task就是一个简单的batch。
例如用户执行以下命令
select @@version
go
select getdate()
go那么这两个batch就分别是两个task。sqlserver会先分配给第一个batch（select @@version）一个worker，将结果返回给客户端，再分配第二个batch（select getdate()）一个worker。这两个worker可能不同，设置在不同scheduler上。
只要一个task开始运行，它就不会从这个worker上被移出。例如，如果一个select语句被阻塞，worker就不能继续运行，只能进入等待状态。但是这个select task不会释放它的worker让它做其他任务，所以这个worker对应的线程只能进入等待状态。
4. Yielding
SQLOS的任务调度算法的核心，就是所有在逻辑scheduler上运行的worker都是非抢占式的（non-preemptive）。worker会始终在scheduler上运行直至结束，或者主动将scheduler让出给其他worker为止。这个让出的动作，称为Yielding（屈服; 让步）
每个scheduler都会有一个runnable列表，所有等待CPU运行的worker都会在这个列表中排队，以先进先出的算法等待sqlserver分配给它scheduler运行。
通常会在以下时间点进行Yielding：
- worker每在scheduler上运行超过4ms
- 每做64KB的结果集的排序
- 客户端不能及时把结果集取走
- 一个batch中里的每句话做完，都会做一次Yielding
5. SQLOS任务调度算法简介
以下是对上图的解释：
1）每个物理CPU有一或多个对应的逻辑CPU，每个逻辑CPU只能有一个对应的物理CPU
2）每个scheduler会被分配给一个逻辑CPU，但是逻辑CPU上可以有多个scheduler
3）每个scheduler会有多个worker，对应于每个线程
4）在客户端发来请求后，sqlserver会将其拆分为一或多个task
5）scheduler 维护两个结构：Runnable queue 和Wait list
- Runnable Queue用于维护Runnable tasks集合。由于队列先进先出，队列中第一个等待CPU时间的task将首先执行，然后是第二个task。
- Wait List是一组等待某些资源的无序task集合。在task等待的资源可用之前，等待列表中的task将一直等待；一旦资源可用，task将被推送到Runnable Queue。
6）在给定的时间点，task可以处于Runnable、Suspended或Running状态。
它可能以下面的方式改变状态
Running >> Suspended >> Runnable >> Running当task运行时（Running状态），它可能需要某种资源（数据页，内存，锁等）。如果资源不可用，则task将变为Suspended状态，直到等到资源后状态才会改变。一旦资源可用，task将被移动到Runnable状态，这意味着该task已准备好进行处理，并在队列中等待处理器时间。 一旦执行队列中它前面的task执行完，它就会被执行。
当task正在运行时，它可能直接进入Runnable状态而不进入Suspended状态，如果task时间片（sqlserver中是4ms）耗尽又不需等待其他资源，就会发生这种情况。
Running >> Runnable >> Running