Sql Server来龙去脉系列之二 框架和配置

　　

系统函数

　　系统函数也叫做属性函数，属性函数从数据库对象提供给我们某些属性的值。在sql server 2008中包括以下系统函数：　

　　

　　例如我们想查看msdb数据库的Recovery属性，可执行语句SELECT DATABASEPROPERTYEX(‘msdb‘, ‘Recovery‘)。结果如下：

　　

  然后我们从sys.databases中查找：SELECT name, recovery_model, recovery_model_desc  FROM sys.databases。结果如下：

　　

　　可以看出通过系统函数DATABASEPROPERTYEX查询msdb中Recovery属性的值即为SIMPLE。系统函数也提供了一些缩写函数方便我们访问目录视图。例如DB_ID函数通过插入数据库名查看数据库的ID。使用下面的语句查看数据库ID

 　　SELECT database_id

　　FROM sys.databases

　　WHERE name = ‘heavi_case1‘;

　　同样我们也可以使用DB_ID函数来查看数据库ID：

　　SELECT DB_ID(‘heavi_case1‘);

数据库引擎组件

　　首先给大家看一张图看看数据库引擎包括哪些组件。

　　

　　通过上图可以看出数据库四个主要的组件分别是查询处理器（query processor）、存储引擎(Storage engin)、数据库操作系统（SQLOS）、协议层（Protocol Layer,没有在图中展示出来）。这四个组件分别有什么用？

　　（1）协议层：把接收到的请求翻译到一张表中以至于查询处理器能处理。也可以把把最终的执行结果返回给客户端；

　　（2）查询处理器：转换、编译、优化、处理查询；

　　（3）存储引擎：如果请求的sql包含数据，需要保存到存储引擎。管理所有数据访问。

　　（4）SQLOS：通常执行系统职责，例如线程管理、同步机制、死锁处理、内存管理、缓存管理等；

　　接下来分别对这四个组件作介绍。

数据库协议

　　数据库通过协议层提供编程接口API，并且数据传递格式采用微软自定义的表数据流包（tabular data stream (TDS) packet），客户端也是通过TDS包和数据库交互数据。数据库包含的协议有：

　　1）Shared Memory：共享内存，只能在同一台

　　2）Named Pipes：在local area networks (LANs)下使用的协议。命名管道协议可以把消息从一个进程传递到另一个进程中。并且这两个进程可以在同一台PC或者不同的PC上。

　　3）TCP/IP：数据库使用最广泛的协议。

　　4）Virtual Interface Adapter (VIA)

查询优化器（Query Optmizer）

　　查询优化器从内存、CPU、I/O操作数来优化处理查询语句，检查数据表的影响次数、查找表索引和关联列等。

存储引擎(Storage engin)

　　存储引擎主要由访问方法、锁以及事物服务、工具命令三部分组成。

　　（1）访问方法： 当数据库定位数据时需要使用“访问方法”。随后访问方法预览数据页和索引页，把查询的数据返回给查询处理器。相似的，访问方法也接收从客户端传来的数据，打开表然后更新数据。

　　（2） 事物服务：说道事物就不得不说事物的ACID特性。Atomicity：原子性。要么都提交，要么都不提交；Consistency，一致性；Isolation：隔离性；Durability：持久性。当要给事务正在执行时数据库发生异常。那么该事务不会执行。

SQLOS（SQL 操作系统）

　　 SQLOS运行于数据库引擎最底层，计划和内存管理是SQLOS最重要的两个功能。其他功能包括：

Sql Server 2008的NUMA框架

　　NUMA（non Uniform Memory Access Architecture）叫做非统一内存访问框架。 NUMA框架好处是可量化，遵循对称性架构（SMP），所有的内存访问都通过同一个内存栈，如果CPU比较少时这么模式工作还好。但如果多CPU都集中访问共一个系统栈就非常影响性能。NUMA限制了一个内存栈的CPU数量，每组进程有自己的内存和I/O通道。每一个组叫做NUMA节点，节点之间通过一条高速部内连接器交互，每一个节点的CPU数量依赖于具体的硬件设备。NUMA框架结构图如下：

内存管理

　　 默认情况下，Sql Server 2008几乎是完全动态的管理内存资源。当分配内存时数据库差不多一直保持和SQLOS交互。所以说SQLOS是数据库非常重要的底层组件。

缓冲池和数据缓存

　　数据库主要的内存组件是缓存池（Buffer Pool）。缓存池中的所有内存被用作缓存从磁盘上读取的页数据。缓存管理器管理磁盘操作，把数据和索引页保存到数据缓存，以至于数据能够被用户共享。当其他组件需要内存时要从缓存池中申请。一个缓存在数据库中也是按照页形式存储，和数据以及索引页有相同的尺寸。你可以理解为一个缓存区是处理数据库中页的一个框架。很多的缓存区减少其他内存组件的缓存池然后转变成各种内存缓存。例如缓存存储过程和执行计划的缓存我们经常称为计划缓存。

Sql Server来龙去脉系列目录结构：

　　Sql Server来龙去脉系列之一 目录篇

　　Sql Server来龙去脉系列之二 框架和配置

　　Sql Server来龙去脉系列之三 数据库和文件

　　Sql Server来龙去脉系列之四 日志以及恢复

　　Sql Server来龙去脉系列之五 表

　　Sql Server来龙去脉系列之六 索引

　　Sql Server来龙去脉系列之七 比较特殊的存储

　　Sql Server来龙去脉系列之八 查询优化

　　Sql Server来龙去脉系列之九 计划缓存

　　Sql Server来龙去脉系列之十 事务和并发