SQL Server Page數據庫結構深入分析
SQL Server存儲數據的基本單元是Page,每一個Page的大小是8KB,數據文件是由Page構成的。在同一個數據庫上,每一個Page都有一個唯一的資源標識,標識符由三部分組成...
SQL Server存儲數據的基本單元是Page,每一個Page的大小是8KB,數據文件是由Page構成的。在同一個數據庫上,每一個Page都有一個唯一的資源標識,標識符由三部分組成:db_id,file_id,page_id,例如,15:1:8733,15是數據庫的ID,1是數據文件的ID,8733是Page的編號,Page的編號從0依次遞增。8個連續的Page組成一個區(Extent),數據文件中已分配(Allocated)的空間被分割成區的整數倍。一次磁盤IO操作作用于Page級別,而空間分配的最小單元是區。
Page是用于存儲數據的,不同類型的Page存儲的數據是不同的,Page的結構也是不同的。有些Page是用于存儲數據的,叫做Data Page,有些Page是用于存儲索引結構中的中間節點的,叫做Index Page,有些Page是SQL Server存儲引擎使用的,用于管理Page的,叫做系統頁。本文關注的是Data Page和Index Page,跟數據表有關。
日志文件沒有Page結構,它是由一系列的日志記錄構成的。
一,Page的結構
每一個Page都由 頭部(Header),內容(Content)和行偏移量(Offset)組成,頭部是在Page的開始處,占用96Bytes,用于存儲Page的編號,Page的類型,分配單元(Allocation Unit)等系統信息。注:在單個Page中最多存儲8060Bytes的數據。
The maximum amount of data and overhead that is contained in a single row on a page is 8,060 bytes (8 KB).
數據行存儲在Page Header之后,數據行在Page中的物理存儲是無序的,行的邏輯順序是由行偏移(Row Offset)確定的,行偏移存儲在Page的末尾,每一個行偏移是一個Slot,占用2B。行偏移連續排列在Page的末尾,稱作槽數組(Slot Array)。行偏移以倒序方式存儲行的偏移量,這意味著,從Page末尾向Page 開頭計數,第一行的偏移量存儲在Page的末尾Slot中,第二行的偏移量存儲在Page末尾的第二個Slot中。
二,查看Page頭部信息
Page頭部信息存儲的是Page的系統信息,可以使用非正式的命令來查看:?
DBCC PAGE(['database name'|database id], file_id, page_number, print_option = [0|1|2|3] )
參數:file_id是數據庫文件的ID;page_number是Page在當前文件中的編號;print_option是指打印信息的詳細程度,默認值是0,只打印Page Header。
例如,查看資源標識符:15:1:8777733 Page的頭部信息:?
dbcc traceon(3604)
dbcc page(15,1,8777733)
在我的數據庫中,該Page的頭部信息(移除Buffer的數據)如下所示,?
PAGE: (1:8777733)
PAGE HEADER:
Page @0x0000005188B02000
m_pageId = (1:8777733) m_headerVersion = 1 m_type = 1
m_typeFlagBits = 0x0 m_level = 0 m_flagBits = 0x220
m_objId (AllocUnitId.idObj) = 28503 m_indexId (AllocUnitId.idInd) = 256
Metadata: AllocUnitId = 72057595905900544
Metadata: PartitionId = 72057594059423744 Metadata: IndexId = 1
Metadata: ObjectId = 1029578706 m_prevPage = (1:8777732) m_nextPage = (1:8777734)
pminlen = 16 m_slotCnt = 2 m_freeCnt = 4513
m_freeData = 3675 m_reservedCnt = 0 m_lsn = (1212327:16:558)
m_xactReserved = 0 m_xdesId = (0:799026688) m_ghostRecCnt = 0
m_tornBits = -1518328013 DB Frag ID = 1
Allocation Status
GAM (1:8690944) = ALLOCATED SGAM (1:8690945) = NOT ALLOCATED
PFS (1:8775480) = 0x40 ALLOCATED 0_PCT_FULL DIFF (1:8690950) = CHANGED
ML (1:8690951) = NOT MIN_LOGGED
Page 頭部中各個字段的含義:
1,Page的編號
m_pageId = (1:8777733),該Page所在的File ID 和Page ID
2,Page的類型
m_type = 1,Page的類型,常見的類型是數據頁和索引頁:
1 – data page,用于表示:堆表或聚集索引的葉子節點
2 – index page,用于表示:聚集索引的中間節點或者非聚集索引中所有級別的節點
其他Page類型(系統頁是管理Page的Page,例如,GAM,IAM等)如下:
3 – text mix page,4 – text tree page,用于存儲類型為文本的大對象數據
7 – sort page,用于存儲排序操作的中間數據結果
8 – GAM page,用于存儲全局分配映射數據GAM(Global Allocation Map),每一個數據文件被分割成4GB的空間塊(Chunk),每一個Chunk都對應一個GAM數據頁,GAM數據頁出現在數據文件特定的位置處,一個bit映射當前Chunk中的一個區。
9 – SGAM page,用于存儲SGAM頁(Shared GAM)
10 – IAM page,用于存儲IAM頁(Index Allocation Map)
11 – PFS page,用于存儲PFS頁(Page Free Space)
13 – boot page,用于存儲數據庫的信息,只有一個Page,Page的標識符是:db_id:1:9,
15 – file header page,存儲數據文件的數據,數據庫的每一個文件都有一個,Page的編號是0。
16 – diff map page,存儲差異備份的映射,表示從上一次完整備份之后,該區的數據是否修改過。
17 – ML map page,表示從上一次備份之后,在大容量日志(bulk-Logged)操作期間,該區的數據是否被修改過,This is what allows you to switch to bulk-logged mode for bulk-loads and index rebuilds without worrying about breaking a backup chain.
18 – a page that's be deallocated by DBCC CHECKDB during a repair operation.
19 – the temporary page that ALTER INDEX … REORGANIZE (or DBCC INDEXDEFRAG) uses when working on an index.
20 – a page pre-allocated as part of a bulk load operation, which will eventually be formatted as a ‘real' page.
3,Page在索引中的級數
數據頁在索引中的索引級數,m_level=0,表示處于Leaf Level。
對于堆表(Heap),m_level=0表示的是Data Page;
對于聚集索引,m_level=0表示的是Data Page;
對于非聚集索引,m_level=0表示的是葉子節點
4, Page的元數據
Page的元數據十分重要,不僅能夠查看處Page所在的Object,甚至能夠查看該Page所在的分配單元和分區ID,在死鎖進行故障排除時十分有用
Metadata: AllocUnitId =72057595905900544,該Page所在的分配單元ID(allocation_unit_id)
Metadata: PartitionId =72057594059423744,該Page所在的分區的分區ID(partition_id)
Metadata: IndexId = 1,該Page所在的索引ID
Metadata: ObjectId = 1029578706,用于表示Page所屬對象的object_id
5,page的鏈指針
由于數據表的Page并不是單獨存在的,而是通過雙向鏈式結構連接在一起的,
m_prevPage = (1:8777732) :用于表示前一個page (FileID : PageID)
m_nextPage = (1:8777734) :用于表示下一個page (FileID:PageID)
6, 其他頭部字段
m_slotCnt = 2 :頁面中Slot的數量,用于Page中存儲的數據行數
m_freeCnt = 4513 :頁面中剩余的空間,單位是字節,還剩83字節的空間
m_reservedCnt = 0 :為活動事務保留的存儲空間,單位是字節
m_ghostRecCnt = 0 :頁面中存在的幽靈記錄的總數(ghost record count)
關于Page頭部的信息,可以閱讀《Inside the Storage Engine: Anatomy of a page》;
三,利用Page的元數據排除死鎖
Page的元數據包含分區ID,索引ID和對象ID,用戶可以使用這些元數據,分析死鎖產生的原因。系統追蹤到產生死鎖的資源,可能是一個Page的資源標識符,如果能夠確認發生死鎖是由于數據表或索引的分區不合理導致的,那么可以重新設置分區列,或者設置分區邊界值,把單個分區拆分成多個分區,這樣就能把競爭的臨界資源分配到不同的分區中,避免查詢請求對資源的競爭,進而減少死鎖的發生。
Metadata: PartitionId ,該Page所在的分區的分區ID(partition_id);
Metadata: IndexId ,該Page所在索引ID;
Metadata: ObjectId,用于表示對象的object_id;
原文鏈接:http://www.cnblogs.com/ljhdo/p/4803095.html
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