01. SQL Server 如何读写数据

本文涉及的产品
云数据库 RDS SQL Server,独享型 2核4GB
简介: 原文:01. SQL Server 如何读写数据一. 数据读写流程简要SQL Server作为一个关系型数据库,自然也维持了事务的ACID特性,数据库的读写冲突由事务隔离级别控制。无论有没有显示开启事务,事务都是存在的。
原文: 01. SQL Server 如何读写数据

一. 数据读写流程简要
SQL Server作为一个关系型数据库,自然也维持了事务的ACID特性,数据库的读写冲突由事务隔离级别控制。无论有没有显示开启事务,事务都是存在的。流程图如下:


数据读写流程图

0. 事务开始
(1) 所有DML语句必然是基于事务的,如果没有显式开启事务,即手动写下BEGIN TRAN,SQL Server则把每条语句作为一个事务,并自动提交事务。

也就是说SQL SERVER 默认不开启隐式事务,这点与ORACLE正好相反,ORACLE默认开启了隐式事务,每条DML语句或者语句块,都要手动commit才会提交。

SQL Server里如要改变这个默认行为,可以在会话里做如下设置,如果没有打开隐式事务,SQL Server会自动提交当前的DML语句,而打开后,需要手动COMMIT才会提交。

--开启隐式事务
SET IMPLICIT_TRANSACTIONS ON

--插入一条记录
CREATE TABLE TEST_TRAN(ID INT)
INSERT INTO TEST_TRAN VALUES(1)

--查看开启的事务
DBCC OPENTRAN()

(2) 如果手动开启了一个事务(BEGIN TRAN),则和开启隐式事务(SET IMPLICIT_TRANSACTIONS ON)一样,需要手动提交事务(COMMIT);

1. 发起DML
(1) DML通常指的是:INSERT、DELETE、UPDATE;
(2) DDL语句最终是被转化为对系统表的DML,在SQL SERVER中DDL语句也可以被回滚,比如:CREATE/ALTER/DROP/TRUNCATE,在ORACLE里是不可以的,另外SQL Server中的DCL语句:DENY,REVOKE,也可以被回滚;

2. 数据是否在内存
(1) 在内存中使用HASH算法查找数据,如果找到数据那么记为逻辑读;
(2) 如果数据页不在内存中,则需要从磁盘上的数据文件中,读取相应的数据页到内存中,即物理读,物理读也会被记数为逻辑读,也就是说无论内存中有没有数据,逻辑读是一定有的。

3. 修改数据
(1) 在SQL SERVER内存的数据缓冲区中将数据页修改,此时数据页称为脏页(DIRTY PAGE);
(2) 在SQL SERVER内存的日志缓冲区中记录REDO LOG,姑且称为脏日志;

4. 事务结束
(1) 提交(COMMIT),此时将当前事务的脏日志刷新到数据库的日志文件中,并打上事务结束标记(COMMIT),脏页有可能暂未被刷新到数据文件;
事务日志结构如下(可通过log explorer等类似工具查看):
BEGIN TRAN
DML
COMMIT TRAN

(2) 回滚(ROLLBACK),此时读REDO LOG得到反向DML操作,反向修改脏页,正向的DML+反向DML都会被记录在数据库的日志文件中,并打上事务结束标记(ROLLBACK),同样,脏页有可能暂未被刷新到数据文件;
事务日志结构如下:
BEGIN TRAN
DML
反向DML
ROLLBACK TRAN

不难发现,SQL SERVER的日志容易成为一个瓶颈(BOTTLENECK),因为在写的同时引入了读,即引入了竞争,而ORACLE用UNDO SEGMENT很好地避免了这个问题,REDO LOG永远只是在被串行写。

5. 刷新数据页
(1) SQL Server数据库遵循预写日志(WAL:Write-Ahead Logging)原则,因为关系型数据库是基于事务的,而日志正是事务ACID属性的保证,也是数据恢复的保证;
(2) 检查点(CHECKPOINT),检查点周期性地将脏页刷新到数据文件中,最终在日志文件打上检查点标记(CHECKPOINT),至此上面事务中修改的数据被正式写到磁盘上的数据文件中。

二. 数据读写流程深入
试想:
(1) 日志是不是一定要在COMMIT后才写到日志文件?如果有个很长很大的事务,那么提交日志时,日志从缓冲区被写入磁盘,岂不是要等很久?
(2) 数据是不是一定要在日志提交后,发生了CHECKPOINT,才写到数据文件?如果日志一直没提交,那么数据缓冲区岂不是很拥挤?

考虑到这2点,SQL Server还会通过Log Writer/Lazy Writer不定时的刷新日志/数据到磁盘,至于日志和数据的一致性,在启动或者数据库还原时,SQL Server会去做检查,也即是我们常说的前滚(REDO)和回滚(UNDO)。


数据读写体系结构图


0. SQL SERVER MEMORY
(1) SQL SERVER占用服务器内存的一部分,非SQL SERVER占用的内存,供操作系统及服务器上其他应用程序使用;
(2) SQL SERVER内存对象可分为两大类,图中仅标出Buffer Pool中的数据及日志缓存;

1. 事务结束
(1) 事务结束的前提是日志缓存成功写入到日志文件中,也就是说客户端收到COMMIT/ROLLBACK语句运行成功的消息时,日志已被成功写入日志文件(数据还不定是否被写入数据文件);
(2) 不过,日志缓存并不是一定要等到事务结束时才刷新到日志文件的;

2. LOG WRITER
(1) 当遇到长事务时,不必等到发出事务结束命令,LOG WRITER也会周期性地将脏日志刷新到日志文件,以保证用户发出COMMIT时快速响应以结束事务;
(2) 微软并没有公布SQL SERVER 除去COMMIT外,LOG WRITER将脏日志刷新到日志文件的周期,这里可以参考ORACLE的:每3秒,或者日志缓冲区1/3满;或者已经包含1M的脏日志;

3. LAZY WRITER
(1) LAZY WRITER周期性扫描缓存(默认1s),维护自由页面(free page)列表,根据LRU算法将已刷新到磁盘的页释放;
(2) 如果是脏页,则Lazy Writer将脏页刷新到磁盘(这时事务可能还未提交),以最终将内存页释放并加入自由页面列表;

4. CHECKPOINT
(1) CHECKPOINT同LAZY WRITER一样也会刷新脏页到数据文件中(只刷新已提交的事务数据),但不会维护内存自由页面列表;
(2) 可以设置SP_CONFIGURE ‘RECOVERY INTERVAL’选项来改变CHECKPOINT发生的频率,默认为1分钟一次。

小结:可以发现,数据和日志被写入数据/日志文件,并不是同步的。有可能写入/提交了日志,数据没有写入磁盘;有可能写入了数据,事务未被提交;
(1) 针对有完整事务日志,数据未被写入磁盘的情况,启动/还原数据库时,SQL SERVER做前滚(REDO);
(2) 针对有数据写入数据文件,日志未完整提交的事务,启动/还原数据库时,SQL SERVER做回滚(UNDO)。

 

相关实践学习
使用SQL语句管理索引
本次实验主要介绍如何在RDS-SQLServer数据库中,使用SQL语句管理索引。
SQL Server on Linux入门教程
SQL Server数据库一直只提供Windows下的版本。2016年微软宣布推出可运行在Linux系统下的SQL Server数据库,该版本目前还是早期预览版本。本课程主要介绍SQLServer On Linux的基本知识。 相关的阿里云产品:云数据库RDS SQL Server版 RDS SQL Server不仅拥有高可用架构和任意时间点的数据恢复功能,强力支撑各种企业应用,同时也包含了微软的License费用,减少额外支出。 了解产品详情: https://www.aliyun.com/product/rds/sqlserver
目录
相关文章
|
5天前
|
SQL 存储 Oracle
Oracle的PL/SQL定义变量和常量:数据的稳定与灵动
【4月更文挑战第19天】在Oracle PL/SQL中,变量和常量扮演着数据存储的关键角色。变量是可变的“魔术盒”,用于存储程序运行时的动态数据,通过`DECLARE`定义,可在循环和条件判断中体现其灵活性。常量则是不可变的“固定牌”,一旦设定值便保持不变,用`CONSTANT`声明,提供程序稳定性和易维护性。通过 `%TYPE`、`NOT NULL`等特性,可以更高效地管理和控制变量与常量,提升代码质量。善用两者,能优化PL/SQL程序的结构和性能。
|
13天前
|
SQL 人工智能 算法
【SQL server】玩转SQL server数据库:第二章 关系数据库
【SQL server】玩转SQL server数据库:第二章 关系数据库
52 10
|
13天前
|
SQL 算法 数据库
【SQL server】玩转SQL server数据库:第三章 关系数据库标准语言SQL(二)数据查询
【SQL server】玩转SQL server数据库:第三章 关系数据库标准语言SQL(二)数据查询
78 6
|
1天前
|
SQL 关系型数据库 MySQL
:“You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server versi
:“You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your MySQL server versi
6 0
|
5天前
|
SQL Oracle 关系型数据库
Oracle的PL/SQL游标属性:数据的“导航仪”与“仪表盘”
【4月更文挑战第19天】Oracle PL/SQL游标属性如同车辆的导航仪和仪表盘,提供丰富信息和控制。 `%FOUND`和`%NOTFOUND`指示数据读取状态,`%ROWCOUNT`记录处理行数,`%ISOPEN`显示游标状态。还有`%BULK_ROWCOUNT`和`%BULK_EXCEPTIONS`增强处理灵活性。通过实例展示了如何在数据处理中利用这些属性监控和控制流程,提高效率和准确性。掌握游标属性是提升数据处理能力的关键。
|
5天前
|
SQL Oracle 安全
Oracle的PL/SQL循环语句:数据的“旋转木马”与“无限之旅”
【4月更文挑战第19天】Oracle PL/SQL中的循环语句(LOOP、EXIT WHEN、FOR、WHILE)是处理数据的关键工具,用于批量操作、报表生成和复杂业务逻辑。LOOP提供无限循环,可通过EXIT WHEN设定退出条件;FOR循环适用于固定次数迭代,WHILE循环基于条件判断执行。有效使用循环能提高效率,但需注意避免无限循环和优化大数据处理性能。掌握循环语句,将使数据处理更加高效和便捷。
|
5天前
|
SQL Oracle 关系型数据库
Oracle的PL/SQL条件控制:数据的“红绿灯”与“分岔路”
【4月更文挑战第19天】在Oracle PL/SQL中,IF语句与CASE语句扮演着数据流程控制的关键角色。IF语句如红绿灯,依据条件决定程序执行路径;ELSE和ELSIF提供多分支逻辑。CASE语句则是分岔路,按表达式值选择执行路径。这些条件控制语句在数据验证、错误处理和业务逻辑中不可或缺,通过巧妙运用能实现高效程序逻辑,保障数据正确流转,支持企业业务发展。理解并熟练掌握这些语句的使用是成为合格数据管理员的重要一环。
|
5天前
|
SQL Oracle 关系型数据库
Oracle的PL/SQL表达式:数据的魔法公式
【4月更文挑战第19天】探索Oracle PL/SQL表达式,体验数据的魔法公式。表达式结合常量、变量、运算符和函数,用于数据运算与转换。算术运算符处理数值计算,比较运算符执行数据比较,内置函数如TO_CHAR、ROUND和SUBSTR提供多样化操作。条件表达式如CASE和NULLIF实现灵活逻辑判断。广泛应用于SQL查询和PL/SQL程序,助你驾驭数据,揭示其背后的规律与秘密,成为数据魔法师。
|
8天前
|
SQL 安全 网络安全
IDEA DataGrip连接sqlserver 提示驱动程序无法通过使用安全套接字层(SSL)加密与 SQL Server 建立安全连接的解决方法
IDEA DataGrip连接sqlserver 提示驱动程序无法通过使用安全套接字层(SSL)加密与 SQL Server 建立安全连接的解决方法
19 0
|
13天前
|
SQL 存储 数据挖掘
数据库数据恢复—RAID5上层Sql Server数据库数据恢复案例
服务器数据恢复环境: 一台安装windows server操作系统的服务器。一组由8块硬盘组建的RAID5,划分LUN供这台服务器使用。 在windows服务器内装有SqlServer数据库。存储空间LUN划分了两个逻辑分区。 服务器故障&初检: 由于未知原因,Sql Server数据库文件丢失,丢失数据涉及到3个库,表的数量有3000左右。数据库文件丢失原因还没有查清楚,也不能确定数据存储位置。 数据库文件丢失后服务器仍处于开机状态,所幸没有大量数据写入。 将raid5中所有磁盘编号后取出,经过硬件工程师检测,没有发现明显的硬件故障。以只读方式将所有磁盘进行扇区级的全盘镜像,镜像完成后将所
数据库数据恢复—RAID5上层Sql Server数据库数据恢复案例