追踪记录每笔业务操作数据改变的利器——SQLCDC

Posted 2020-08-26

对于大部分企业应用来用，有一个基本的功能必不可少，那就是Audit Trail或者Audit Log，中文翻译为追踪检查、审核检查或者审核记录。我们采用Audit Trail记录每一笔业务操作的基本信息，比如操作的基本描述、操作时间、操作者等。对于一些安全级别比较高的应用，或者操作一些比较敏感的数据，我们甚至需要记录该笔业务操作引起的数据的改变。具体来说，这里的“数据改变”指的是每一条影响的记录在操作执行前后的变化。对于添加的记录，需要记录下新插入的记录；对于删除的记录，需要记录下原来的记录；对于更新的记录，则需要同时记录下更新前后的记录。

说到这里，很多人都会想到采用触发器的方式来实现对数据改变的捕捉。但是这种实现方案具有一个最大的局限：由于触发器是在数据操作所在事务范围内执行的，所有会带来性能的问题，严重的话还会因为触发器的执行导致事务超市。所以在这里，我们介绍一种更好的解决方案：SQLCDC。

目录 
一、SQLCDC简介 
二、在数据库级别开启CDC 
三、为某个数据表开启CDC 
四、记录添加记录的数据改变 
五、记录删除数据的数据改变 
六、记录更新记录的数据改变

一、SQLCDC简介

CDC的全名为Change Data Capture，顾名思义，就是用于追踪和捕捉数据改变。CDC是在SQL Server 2008中才出现的新特性，而这个特性则在很早之前就出现在了Oracle中。对于SQL Server之前版本来说，在没有CDC的情况下，如果需要记录基于某个数据表的数据改变，我们只能采用触发器，具体来说就是通过手工创建After Insert、After Update和After Delete触发器去记录变化的数据。而CDC给了我们一种更为方便、易用和省心的方式去记录某个数据表的历史操作。

二、在数据库级别开启CDC

在默认的情况下，数据库的CDC特性是被关闭的，你可以通过系统表sys.databases的is_cdc_enabled字段确定某个数据库的CDC是否开启。如果在默认的情况下，我执行如下的SQL语句查看数据库TestDb的CDC是否开启，你将会看到该字段的值为0。

你可以通过执行系统存储过程sys.sp_cdc_enable_db为当前数据库开启CDC特性。下面的T-SQL代码片断中，我们通过执行该存储过程为TestDb打开了CDC特性。

Use TestDb

Go

Exec sys.sp_cdc_enable_db

Go

 

三、为某个数据表开启CDC

由于CDC用于记录基于某个数据表的数据改变，所以在当前数据库CDC开启的情况下，你还需要显式地为某个数据表开启CDC特性。作为演示，我们通过如下T-SQL在TestDb下创建了一个简单的Users表，它仅仅具有三个字段：Id、Name和Birthday。

CREATE TABLE [dbo].[Users](

    [Id] [varchar](50) PRIMARY KEY,

    [Name] [nvarchar](50) NOT NULL,

    [Birthday] [date] NOT NULL)

数据表的CDC特性的开启通过执行sys.sp_cdc_enable_table存储过程实现。调用该存储过程的最简的方式就是指定数据表的Schema、名称和用于提取改变数据必须具有的权限（角色）。我通过执行下面的T-SQL将我们创建的Users表的CDC特性打开，其中@role_name参数被设置成NULL，表明我不对读取改变数据操作进行授权。sys.sp_cdc_enable_table具有很多参数，至于相应参数所影响的CDC行为，可以参考SQL Server 2008在线文档。

Use TestDb

Go

Exec sys.sp_cdc_enable_table ‘dbo‘, ‘Users‘, @role_name = NULL

Go

需要注意的是，CDC实际上建立在SQL Server Agent之上的，所以在执行上述T-SQL之前需要启动SQL Server Agent。当某个数据表的CDC特性被开启之后，系统会为创建一个用于保存数据变化的追踪表（Tracking Table）。该表的Schema为cdc，命名方式为被追踪表的表名后加“CT”后缀。执行上面一段T-SQL之后，会有如下一个系统表被创建出来，我们发现Users表的三个字段也在该表中。此外。该表还具有5个额外字段：__$start_lsn、__$end_lsn、__$seqval、__$operation 和__$update_mask，表示日志系列号（Log Sequence Number）、操作（删除、插入、修改前和修改后）信息。

四、记录添加记录的数据改变

现在我们就可以来试验CDC针对某个数据表的数据改变的捕捉功能了，我们先来试试记录的添加操作。为此，我们执行如下一段T-SQL，插入两笔User记录。

Insert Into Users(Id, Name, Birthday)

Values (‘001‘,‘Foo‘,‘1981-08-24‘)

Insert Into Users(Id, Name, Birthday)

Values (‘002‘,‘Bar‘,‘1981-08-24‘)

然后通过如下的T-SQL查看cdc.dbo_Users_CT表的数据是否将添加操作涉及到的数据改变保存起来。从查询结果我们清晰地看到，上面添加的两笔记录已经被记录下来，而__$operation字段为2表示的是“插入”操作。

五、记录更新数据的数据改变

接下来我们来CDC对更新操作的追踪记录，为此我们通过下面的T-SQL改变了用户Foo的Birthday。

Update Users 

Set Birthday = ‘1982-7-10‘ 

Where Name = ‘Foo‘

再次执行对于cdc.dbo_Users_CT的全表查询，你会看到这次多了两笔记录。其中第3条记录的是修改之前的数据，而第四条则是修改之后的数据，它们的__$operation字段德值分别为3和4。

在这里值得一提的是__$update_mask字段的值，它表示的记录更新操作改变的字段。这是一个以16进制表示的数字，在进行对修改字段进行判断的时候需要将其转换成2进制。上述的更新操作对应的__$update_mask值为0x04，转化成2进制就是100，这三位分别代表3个字段。不过这里的顺序是从右到左，所以100这三位表示的字段为Birthday、Name和Id。1表示改变，0则表示保持不变。由于在上面的T-SQL中，我们只改动了Birthday，这个和100这个值是吻合的。

六、记录删除记录的数据改变

我们最后来演示当我们对记录实施删除操作的时候，CDC会为我们记录下怎样的数据。现在我们执行如下的T-SQL将Users表中所有的记录均删除。

Delete From Users

查看cdc.dbo_Users_CT的记录，多出的两笔记录正式我们删除的User记录，__$operation字段的值为1表示“删除”操作。

本篇文章仅仅是简单介绍SQLCDC的基本原理和大体上的使用方式，这篇文章《Introduction to Change Data Capture (CDC) in SQL Server 2008[转]》会给你更加详尽的介绍。如果你想深入研究SQLCDC，还是参考SQL Server 2008在线文档。