sql server 存储机制

Posted 2020-10-27 郭大侠

1、区段

　　区段(extent)是用来为表和索引分配空间的基本存储单元。它由8个连续的64KB数据页组成。

　　基于区段(而不是实际使用空间)分配空间的概念的要点：

1. 　　一旦区段已满，那么下一记录将要占据的空间不是记录的大小，而是整个新区段的大小。一次分配一个区段而不是分配一个记录。
2. 　　通过预分配空间，SQL Server节省为每个记录分配新空间的时间。

 　  向当前分配的区段添加了过多的行就要占用整个区段，看起来是一种浪费，但是这种方法浪费的空间不多。但是，这些浪费的空间会累加，特别是在碎片较多的环境中。

　　占据所有空间的好处是SQL Server省去了一些分配时间的系统开销，不需在每次写入行时都考虑分配问题，SQL Server仅仅当需要新区段时才处理额外的空间分配。

　　不要将区段占用的空间和数据库占用的空间想混淆，分配给数据库的那些空间就是磁盘驱动器将要减少的可用空间。区段仅仅是在又数据库保留的整个空间内再次进行分配的方式。

　　2、页

　　页是特定区段中的分配单元。每个区段包含8页。

　　也是在到达实际数据行前所能达到的最后一个存储级别。尽管每个区段中的页数是固定的，但是每一页中的行数不是固定的。这取决于行的大小，而行的大小是可以变化的。可以把页看做是表行和索引行数据的容器。通常不允许跨行。

　　常用的页类型：

　　1、数据页：数据也是不需解释的-它们是表中的实际数据，但任何没有用text in row选项、varchar(max)或varbinary(max)定义的BLOB数据除外。

　　2、索引页：索引页也是相当直观-它们既包括非群集索引的非页级和页级页，又包括群集索引的非页级页。

　　在SQL SERVER中，存储的最小单位是页。SQL SERVER对于页的读取，要么整个读取，要么完全不读取，没有折中。

　　数据库页的大小是8K，实际能够存储的数据量为1024*8=8192-页头(96)-行偏移(36)=8060字节。

　　页拆分

　　当页满时，它会进行拆分。这意味着多个新页被分配-也意味着现有页上又近半的数据被移到新页上。

　　在使用群集索引时，会有例外。如果有一个群集索引，并且下一个插入的记录在物理上将作为表中的最后一个记录，那么创建一个新页，然后将该新行添加到这个新页中，而不需要重新定位任何现有数据。

　　3、行

　　行就是表中的一行记录。行最大可达8KB。除了8060字符限制外，还有最大1024标准列(非稀疏列)的限制，列就是表的一列数据，就是你理解的列。实际上，突破8060字符限制前用完列的情况不多见。1024提供了小于8字节的平均列宽度。1024个列，一个表通常才十几个列啊。当突破了1024个列时，就要运用到稀疏列。

　　4、稀疏列

　　稀疏列是SQL Server2008新引入的一种特殊的数据结构。它们主要用于处理重复的场景，其中的列只是偶尔会用到。大部分时候为空。许多时候，一旦遇到少量这类列，就意味着以后可能会遇到大量这类列。使用稀疏列，可以将单个表中允许的列的总数提高到30000。30000个列，什么概念？什么系统用得到这么多列。

　　Image、text、ntext、geography、geometry、timestamp和所有用户自定义数据类型不能被标记为稀疏列。

 

 

在SQL Server中，数据的存储以页为单位。八个页为一个区。一页为8K，一个区为64K,这个意味着1M的空间可以容纳16个区。如图1所示：

    

    图1.SQL Server中的页和区

 

    如图1（PS:发现用windows自带的画图程序画博客中的图片也不错）可以看出，SQL Server中的分配单元分为三种，分别为存储行内数据的In_Row_Data，存储Lob对象的LOB_Data,存储溢出数据的Row_Overflow_data。下面我们通过一个更具体的例子来理解这三种分配单元。

    我建立如图2所示的表。

    

    图2.测试表

 

    图2的测试表不难看出，通过插入数据使得每一行的长度会超过每页所能容纳的最大长度8060字节。使得不仅产生了行溢出(Row_Overflow_Data)，还需要存储LOB的页.测试的插入语句和通过DBCC IND看到的分配情况如图3所示。

    

    图3.超过8060字节的行所分配的页

 

    除去IAM页，这1行数据所需要三个页来存储。首先是LOB页，这类是用于存储存在数据库的二进制文件所设计，当这个类型的列出现时，在原有的列会存储一个24字节的指针，而将具体的二进制数据存在LOB页中，除去Text之外，VarBinary(max)也是存在LOB页中的。然后是溢出行，在SQL Server 2000中，一行超过8060字节是不被允许的，在SQL Server 2005之后的版本对这个特性进行了改进，使用Varchar,nvarchar等数据类型时，当行的大小不超过8060字节时，全部存在行内In-row data,当varchar中存储的数据过多使得整行超过8060字节时，会将额外的部分存于Row-overflow data页中，如果update这列使得行大小减少到小于8060字节，则这行又会全部回到in-row data页。