为什么批处理模式窗口合计会产生算术溢出？

以下查询在具有SUM的列存储表上执行带窗口的窗口1500 total rows，每个表的值均为0或1，并且溢出INT数据类型。为什么会这样呢？

SELECT a, p, s, v, m, n,
    SUM(CASE WHEN n IS NULL THEN 0 ELSE 1 END)
        OVER (PARTITION BY s, v, a ORDER BY p) AS lastNonNullPartition
FROM (
    SELECT a, p, s, v, m, n,
        RANK() OVER (PARTITION BY v, s, a, p ORDER BY m) AS rank
    FROM #t /* A columnstore table with 1,500 rows */
)  x
WHERE x.rank = 1
--Msg 8115, Level 16, State 2, Line 1521
--Arithmetic overflow error converting expression to data type int.

完整脚本

有关完全包含的复制脚本，请参见此文件。

查询计划

这是一个带注释的估算查询计划（“粘贴计划”中的完整XML）。

成功执行的类似查询

如果进行以下任何修改，则不会发生错误：

8649不管并行性的成本阈值如何，都可以使用跟踪标志来选择并行计划
使用跟踪标志9453禁用批处理模式
使用COUNT聚合函数代替SUM函数
除掉 WHERE x.rank = 1谓词

例如，此查询成功执行：

SELECT a, p, s, v, m, n,
    SUM(CASE WHEN n IS NULL THEN 0 ELSE 1 END)
        OVER (PARTITION BY s, v, a ORDER BY p) AS lastNonNullPartition
FROM (
    SELECT a, p, s, v, m, n,
        RANK() OVER (PARTITION BY v, s, a, p ORDER BY m) AS rank
    FROM #t /* A columnstore table with 1,500 rows */
)  x
WHERE x.rank = 1
OPTION (QUERYTRACEON 9453/* Disable batch mode */)

— 杰夫·帕特森
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多个评论者已经能够重现此问题。我们最初以为SQL Server 2017 CU10解决了此问题，但随后发现该错误可以在我们尝试的所有SQL Server版本（包括CU10）中都再现。但是，一些评论者观察到机会元素，其中同一脚本并不总是触发错误。

由于无法通过逻辑方法来计算一组最大可能值为1,500的非负数之间的和会溢出32位整数，因此我们认为这是批处理模式窗口聚合运算符中的错误。作为SQL Server 2016中的新操作员，可以合理地假设可能还有一些边缘情况需要解决。

这是我们向Microsoft提交的错误报告。

响应是：

该问题已在SQL Server 2019 CTP 2.1中修复，也将很快在Azure SQL数据库中修复。

— Geoff Patterson
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