SQL Server 存储(8/8)：理解数据文件结构

这段时间谈了很多页，现在我们可以看下这些页在数据文件里是如何组织的。

我们都已经知道，SQL Server把数据文件分成8k的页，页是IO的最小操作单位。SQL Server把数据文件里的第1页标记为0。在所有数据库文件里，前面的9个页面（到页号8）都是如下显示一样的顺序，第10个页（页号9）是启动页，用来保存数据库的元数据信息。

第1个页，页号0，是文件头（page type 15）。它保存着文件头信息。每个数据文件只有一个文件头页，而且是第0页的位置。文件头页里保存着数据文件信息，例如文件大小，最小大小，最大大小和文件增长方式等。

第2个页，页号1，是第一个PFS页（page type 11）。PFS页在数据文件里是第2个页（页号1），紧跟在文件头后（页号0）。GAM和SGAM用来跟踪区分配状态，PFS页用来跟踪页分配级别。当分配页面的时候，数据库引擎使用GAM和SGAM来识别有空页的区。一旦数据库引擎找到有空页的区，它使用PFS页来识别区里空页的可用空间量。可用空间只在保存LOB值（ie text/image, varchar(max),nvarchar(max),varbinary(max) ,row overflow data）或堆表页时跟踪。默认情况下，LOB数据保存在一个独立的页，在原页保存一个指向独立页的指针。这些就是数据能够保存的空页。对于索引页，因为数据的保存顺序和索引顺序是一致的，因此没有必用使用到PFS页。PFS页每8088个页重复一个。这就是说第1页，第8088页，第16176页，第24264页……在每个数据文件里都是PFS页。SQL Server： 理解PFS页。

第3个页，页号2，是第一个GAM页（page type 8）。GAM页用来跟踪哪些区被使用。每个区对应GAM页的一个位。如果这个位的值是1，对应区是空、可用的，如果这个位的值是0，对应区是作为统一区或混合区使用。一个GAM页可以保存接近64000个区的信息。那就是说，一个GAM页可以保存（64000 * 8 * 8）/1024 = 4000 MB的信息。简而言之，一个7GB大小的数据文件将有2个GAM页。SQL Server ： 理解GAM与SGAM页。

第4个页，页号3，是第一个SGAM页（page type 9）。SGAM页用来跟踪哪些区正作为混合区使用且至少有一个可用页。每个区对应一个GAM页的有一个位。如果这个位的值是1，对应区作为混合区使用且至少有个可用页，如果这个位值是0，对应区没作为混合区使用或所有页作为混合区使用了。一个SGAM页可以保存接近64000个区的信息。那就是说，一个SGAM页可以保存64000 * 8 * 8  /1024 =4000MB。简而言之，一个7GB大小的数据文件将有2个SGAM页。SQL Server ： 理解GAM与SGAM页。

第5个、6个页，（页号4,5），在SQL Server架构里当前没有被使用。页类型是0。如果用DBCC PAGE命令查看这些页只会输出页头信息，并以非法页类型结束。

第7个页，页号6，是第一个DCM页（page type 16）。SQL Server使用DCM页来跟踪自上次完整备份后，修改过的区信息。每个区对应DCM页里的一个位。如果这个位的值1，对应区自上一次完整备份后，已被修改。如果这个位值是0，对应区自上一次完整备份后，未作修改。一个DCM页可以保存接近64000个区的信息。每511232个页，DCM页会重复一个。一个DCM页可以跟踪63904个区信息。第2个DCM页出现在第511238页。SQL Server： 理解DCM页。

第8个页，页号7，是第一个BCM页（page type 17）。SQL Server使用BCM页来跟踪自上次日志备份后，通过大容量日志操作被修改的区信息。每个区对应BCM页里一个位。如果这个位的值是1，对应区自上一次日志备份后，因大容量日志操作后，这个区被修改。如果这个位的值是0，对应区自上一次日志备份后，因大容量日志操作后，这个区未被修改。一个BCM页可以保存近64000个区的信息。每511232个页，BCM页会重复一个。一个BCM页可以跟踪63904个区信息。第2个BCM页出现在第511239页。SQL Server ：理解BCM页。

第9个页，页号8，是第一个IAM页（page type 10）。IAM页是用来跟踪，指定表的分配单元的对应页或区在GAM内的分区里的分配情况。SQL Server ：理解IAM页。

第10个页，页号9，是启动页（page type 13）。启动页只出现在主数据文件（prmary data file）里的第9页，启动页不会出现在第2个数据文件里。我们可以使用DBCC PAGE命令查看它的页信息，在这个页里保存的页信息值是自说明的。如果这个页因某些原因损坏的话，我们将不能使用命令DBCC CheckDb来修复。页还原也不能改变这个情况。只能从上一次好的数据库备份中恢复才可以修复这个问题。

从第11页开始，你可以看到各种不同的页混合在一起，像数据页，索引页，IAM页，行溢出页和LOB页等等。数据页的页类型是1，索引页的页类型是2，行溢出（Row-overflow）页和LOB页的页类型是3。数据页和索引页是以同样结构保存的。SQL Server：理解数据页结构。

行溢出（Row-overflow）页用来存储不能在一页里保存的数据。LOB页用来保存大型对象，并不作为行数据的一部分来保存。

参考文章：

http://www.sqlservercentral.com/blogs/practicalsqldba/2013/09/02/sql-server-data-file-structure/