SQL Server中的GAM頁和SGAM頁

簡介

    我們已經知道SQL Server IO最小的單位是頁,連續的8個頁是一個區。SQL Server需要一種方式來知道其所管轄的資料庫中的空間使用方式，這就是GAM頁和SGAM頁。

 

Global Allocation Map Page

    GAM(全域分配位元影像)是用於標識SQL Server空間使用的位元影像的頁。位於資料庫的第3個頁，也就是頁號是2的頁。下面我們通過建立一個資料庫來看其GAM的結構。建立測試資料庫的代碼如代碼所示。

CREATE DATABASE [test] ON  PRIMARY ( NAME = N'test', FILENAME = N'C:\Test\test.mdf' , SIZE = 3072KB , MAXSIZE = UNLIMITED, FILEGROWTH = 1024KB ) LOG ON ( NAME = N'test_log', FILENAME = N'C:\Test\test_log.ldf' , SIZE = 2048KB , MAXSIZE = 2048GB , FILEGROWTH = 10%)GO

   代碼1.建立測試資料庫

 

   資料庫建立成功後，通過查看資料庫頁號為2的頁。我們看到1所示的結果。

       

     圖1.GAM頁樣本

 

    我們看到頁內的資料通過16進位表示。也就是一個數字是4位元，兩個是一位元組。其中前4個位元組0000381f是系統資訊，slot1的後10個位元組也是系統資訊。其餘的每位表示SQL Server的一個區的狀態，0表示已指派，1表示未分配。下面我們就通過圖1所示的GAM頁來計算一下這個資料庫所佔的空間。

    我們可以看到，由於資料庫剛剛建立，分配的空間在第4-8個位元組就能表示，也就是0001c0ff。下面將0001c0ff由16進位化為2進位。結果是

    0000 0000 0000 0001 1100 0000 1111 1111

    通過計算，可以看出，上面的bit中有21個0，也就是目前資料庫已經分配了21個區，我們知道每個區是8*8k=64K。因此算出這個資料庫佔用空間(21*64)/1024=1.3125MB≈1.31MB

    下面我們通過SSMS來看資料庫實際佔用的空間，2所示。

   

    圖2.通過SSMS來看資料庫所佔的空間

 

    通過上面的計算3-1.69=1.31MB和通過GAM頁進行計算的結果完全吻合。

    那可能大家會有疑問了，那如果資料庫增長超過一個GAM所能表示的區的範圍那該怎麼辦？答案很簡單，就是再建立一個GAM頁，第二個GAM頁的位置也可以通過圖1中的資訊進行計算。圖1中slot1有7992個位元組，其中前四個位元組用於儲存系統資訊，後面7988位元組用於表示區的情況，因此所能表示的區是7988*8=63904,橫跨的頁的範圍是511232,所以第511232+1頁應該是下一個GAM頁，而頁號就會是511232頁。這個區間也就是所謂的GAM Interval,接近4GB。

 

Shared Global Allocation Map Page

    通過GAM頁可知，分配空間的最小單位是區。但假如一個非常小的索引或是表只佔1KB，但要分給其64K的空間就顯得過於奢侈了。所以當幾個表或索引都很小時，可以讓幾個表或索引公用一個區，這類區就是混合區。而只能讓一個表或索引使用的區就是統一區。SGAM位於資料庫的第四頁，也就是GAM的下一個頁。頁號為3。通過和GAM相同位置的bit組合，就能知道空間的狀態。所能表示的幾種狀態如表1所示。

	GAM	SGAM位
未分配	1	0
統一區或空間使用完的混合區	0	0
含有可分配空間的混合區	0	1

表1.SGAM和GAM

 

    通過SGAM和GAM的組合,SQL Server就能知道該從哪裡分配空間。

    第二個SGAM頁位於第二個GAM頁之後，也就是頁號為511233的頁。依此類推。