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sql serve中page结构怎么理解?一文带你看明白page结构

发布时间:2022-03-03 16:54:14 所属栏目:编程 来源:互联网
导读:这篇文章给大家主要介绍的是SQL server中page结构的内容,下文会从详细介绍其概念、原理等等,对于新手理解page结构有一定的帮助,下面就跟随小编来学习一下吧。 SQL Server存储数据的基本单元是Page,每一个Page的大小是8KB,数据文件是由Page构成的。在同
       这篇文章给大家主要介绍的是SQL server中page结构的内容,下文会从详细介绍其概念、原理等等,对于新手理解page结构有一定的帮助,下面就跟随小编来学习一下吧。
 
       SQL Server存储数据的基本单元是Page,每一个Page的大小是8KB,数据文件是由Page构成的。在同一个数据库上,每一个Page都有一个唯一的资源标识,标识符由三部分组成:db_id,file_id,page_id,例如,15:1:8733,15是数据库的ID,1是数据文件的ID,8733是Page的编号,Page的编号从0依次递增。8个连续的Page组成一个区(Extent),数据文件中已分配(Allocated)的空间被分割成区的整数倍。一次磁盘IO操作作用于Page级别,而空间分配的最小单元是区。
 
       Page是用于存储数据的,不同类型的Page存储的数据是不同的,Page的结构也是不同的。有些Page是用于存储数据的,叫做Data Page,有些Page是用于存储索引结构中的中间节点的,叫做Index Page,有些Page是SQL Server存储引擎使用的,用于管理Page的,叫做系统页。本文关注的是Data Page和Index Page,跟数据表有关。
 
       日志文件没有Page结构,它是由一系列的日志记录构成的。
 
       一,Page的结构
 
       每一个Page都由 头部(Header),内容(Content)和行偏移量(Offset)组成,头部是在Page的开始处,占用96Bytes,用于存储Page的编号,Page的类型,分配单元(Allocation Unit)等系统信息。注:在单个Page中最多存储8060Bytes的数据。
 
       The maximum amount of data and overhead that is contained in a single row on a page is 8,060 bytes (8 KB).
 
 
 
       数据行存储在Page Header之后,数据行在Page中的物理存储是无序的,行的逻辑顺序是由行偏移(Row Offset)确定的,行偏移存储在Page的末尾,每一个行偏移是一个Slot,占用2B。行偏移连续排列在Page的末尾,称作槽数组(Slot Array)。行偏移以倒序方式存储行的偏移量,这意味着,从Page末尾向Page 开头计数,第一行的偏移量存储在Page的末尾Slot中,第二行的偏移量存储在Page末尾的第二个Slot中。
 
       二,查看Page头部信息
 
       Page头部信息存储的是Page的系统信息,可以使用非正式的命令来查看:
 
DBCC PAGE(['database name'|database id], file_id, page_number, print_option = [0|1|2|3] )
       参数:file_id是数据库文件的ID;page_number是Page在当前文件中的编号;print_option是指打印信息的详细程度,默认值是0,只打印Page Header。
 
       例如,查看资源标识符:15:1:8777733 Page的头部信息:
 
dbcc traceon(3604)
dbcc page(15,1,8777733)
       在我的数据库中,该Page的头部信息(移除Buffer的数据)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 头部中各个字段的含义:
 
       1,Page的编号
 
       m_pageId = (1:8777733),该Page所在的File ID 和Page ID
 
       2,Page的类型
 
       m_type = 1,Page的类型,常见的类型是数据页和索引页:
 
       1 -C data page,用于表示:堆表或聚集索引的叶子节点
       2 -C index page,用于表示:聚集索引的中间节点或者非聚集索引中所有级别的节点
       其他Page类型(系统页是管理Page的Page,例如,GAM,IAM等)如下:
 
       3 -C text mix page
 
       4 -C text tree page,用于存储类型为文本的大对象数据
       5 -C sort page,用于存储排序操作的中间数据结果
       6 -C GAM page,用于存储全局分配映射数据GAM(Global Allocation Map),每一个数据文件被分割成4GB的空间块(Chunk),每一个Chunk都对应一个GAM数据页,GAM数据页出现在数据文件特定的位置处,一个bit映射当前Chunk中的一个区。
       7 -C SGAM page,用于存储SGAM页(Shared GAM)
       8 -C IAM page,用于存储IAM页(Index Allocation Map)
       9 -C PFS page,用于存储PFS页(Page Free Space)
       10 -C boot page,用于存储数据库的信息,只有一个Page,Page的标识符是:db_id:1:9,
       11 -C file header page,存储数据文件的数据,数据库的每一个文件都有一个,Page的编号是0。
       12 -C diff map page,存储差异备份的映射,表示从上一次完整备份之后,该区的数据是否修改过。
       13 -C ML map page,表示从上一次备份之后,在大容量日志(bulk-Logged)操作期间,该区的数据是否被修改过,This is what allows you to switch to bulk-logged mode for bulk-loads and index rebuilds without worrying about breaking a backup chain.
       14 -C a page that's be deallocated by DBCC CHECKDB during a repair operation.
       15 -C the temporary page that ALTER INDEX … REORGANIZE (or DBCC INDEXDEFRAG) uses when working on an index.
       16 -C a page pre-allocated as part of a bulk load operation, which will eventually be formatted as a ‘real' page.
       3,Page在索引中的级数
 
       数据页在索引中的索引级数,m_level=0,表示处于Leaf Level。
 
       对于堆表(Heap),m_level=0表示的是Data Page;
       对于聚集索引,m_level=0表示的是Data Page;
       对于非聚集索引,m_level=0表示的是叶子节点
       4, Page的元数据
 
       Page的元数据十分重要,不仅能够查看处Page所在的Object,甚至能够查看该Page所在的分配单元和分区ID,在死锁进行故障排除时十分有用
 
       Metadata: AllocUnitId =72057595905900544,该Page所在的分配单元ID(allocation_unit_id)
       Metadata: PartitionId =72057594059423744,该Page所在的分区的分区ID(partition_id)
       Metadata: IndexId = 1,该Page所在的索引ID
       Metadata: ObjectId = 1029578706,用于表示Page所属对象的object_id
       5,page的链指针
 
       由于数据表的Page并不是单独存在的,而是通过双向链式结构连接在一起的,
 
       m_prevPage = (1:8777732) :用于表示前一个page (FileID : PageID)
       m_nextPage = (1:8777734)  :用于表示下一个page (FileID:PageID)
       6, 其他头部字段
 
       m_slotCnt = 2 :页面中Slot的数量,用于Page中存储的数据行数
       m_freeCnt = 4513  :页面中剩余的空间,单位是字节,还剩83字节的空间 
       m_reservedCnt = 0 :为活动事务保留的存储空间,单位是字节
       m_ghostRecCnt = 0 :页面中存在的幽灵记录的总数(ghost record count)
       关于Page头部的信息,可以阅读《Inside the Storage Engine: Anatomy of a page》;
 
       三,利用Page的元数据排除死锁
 
       Page的元数据包含分区ID,索引ID和对象ID,用户可以使用这些元数据,分析死锁产生的原因。系统追踪到产生死锁的资源,可能是一个Page的资源标识符,如果能够确认发生死锁是由于数据表或索引的分区不合理导致的,那么可以重新设置分区列,或者设置分区边界值,把单个分区拆分成多个分区,这样就能把竞争的临界资源分配到不同的分区中,避免查询请求对资源的竞争,进而减少死锁的发生。
 
       Metadata: PartitionId ,该Page所在的分区的分区ID(partition_id);
       Metadata: IndexId ,该Page所在索引ID;
       Metadata: ObjectId,用于表示对象的object_id;

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