SQLSERVER 事务日志的 LSN 到底是什么？

Posted 2023-01-28

一：背景

1. 讲故事

大家都知道数据库应用程序 它天生需要围绕着数据文件打转，诸如包含数据的 .mdf，事务日志的 .ldf，很多时候深入了解这两类文件的合成原理，差不多对数据库就能理解一半了，关于 .mdf 的合成前面的文章已经有所介绍，这篇我们来聊一下 .ldf 的一些内部知识，比如 LSN。

二：对 LSN 的理解

1. 什么是 LSN

如果大家玩过 SQLSERVER 的发布订阅或者 AlwaysOn 或多或少都见过 LSN，比如下面的格式: 00000030:00018090:0002 ，这一串编号到底是什么意思呢？本质上指示的是 .ldf 文件的某一个物理位置上的偏移，画个图大概如下：

从图中可以看到其实是由 虚拟文件号:日志段起始扇区编号:槽号编号 三部分组成，要了解这三部分就需要明白 .ldf 文件是如何进行逻辑划分的，画个简图如下：

通过上面的图很容易就能明白其中的逻辑关系，事务日志文件被划分成了多个 虚拟文件，虚拟文件又划分成了多个 日志段，日志段又划分成了多个 扇区，日志段中日志记录位置存储在 槽号 中，有了这些理论基础，接下来用一个案例来加深大家的理解吧。

2. 一个案例演示

新建一个 MyLSN 数据库，再创建一个 test 表，插入 3w 条记录，sql如下：

CREATE DATABASE MyLSN
GO
USE MyLSN
GO
CREATE TABLE test(a INT IDENTITY, b CHAR(10) DEFAULT \'aaaaaaaaaa\')

SET NOCOUNT ON
INSERT INTO test (b) DEFAULT VALUES
GO 30000
SET NOCOUNT OFF

接下来通过 fn_dblog 来查询和 dbo.test 表相关的事务日志记录。

SELECT [Current LSN],
       Operation,
       Context,
	   AllocUnitName,
       [RowLog Contents 0],
       [Log Record],
       [Log Record Length]
FROM fn_dblog(NULL, NULL)
WHERE AllocUnitName LIKE \'%test%\';

从图中可以看到这是一个 INSERT 的事务日志记录，这里就拿编号 00000030:00000db0:0002 去定位 .ldf 中的物理偏移位置吧，要想获取物理偏移就要知道下面偏移值才可以。

1. 0x30 虚拟文件号的偏移值是多少 ?

要想知道这个信息，可以用 DBCC loginfo 命令，查看 FSeqNo下的 StartOffset 偏移值即可，即 0n48 对应的 4071424 ，截图如下：

2. 0xdb0 扇区号的偏移是多少？

大家都知道磁盘的扇区是 512byte，sqlserver 为了更好的写入磁盘，也用了 512byte 这个粒度，所以偏移值就是 512 * 0xdb0。

综合上面就能定位到日志段的物理偏移值为:

lkd> ?0n4071424 + (0n3504*0n512)
Evaluate expression: 5865472 = 00000000`00598000

接下来用 WinHex 来定位 MyLSN_log.ldf 文件偏移 00598000 的位置，定位之前先将数据库离线。

ALTER DATABASE MyLSN SET OFFLINE

前面的 0x0003 表示该日志段只有 3 条记录，后面的 0x019E 表示该日志段的大小为 414byte，接下来就是槽号了，槽号位置的物理偏移计算规则如下：

lkd> ? 00598000 + 019E - 1
Evaluate expression: 5865885 = 00000000`0059819d

从图中可以看到，slot2 的偏移值为 00C8，即物理偏移值为 005980c8 。

lkd> ? 00598000 + 00C8
Evaluate expression: 5865672 = 00000000`005980c8

从上面框出的内容可以轻松的看到，事务日志中记录了 Insert 的 aaaaaaaaaa 值，太棒了，起始就是 fn_dblog 查出来的 Log Record 值。

三：总结

对 LSN 有一个深度的理解，对各种数据库事务日志暴涨的故障分析都会有一个很好的理论基础，后面我们再聊这些话题。