SQL Server 2012：SQL Server體繫結構——一個查詢的生命週期（第1部分）

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為了縮小讀取操作所涉及範圍，本文首先著眼於簡單的SELECT查詢，然後引入執行更新操作有關的附加過程。最後你會讀到，最佳化效能時SQLServer使用還原工具的相關術語和流程。

 

 

關係和儲存引擎

，SQL Server被分為2個主要引擎：關聯式引擎和儲存引擎。關聯式引擎有時也被稱為查詢處理器，因為它的主要功能是查詢最佳化和執行。它包含檢查查詢文法和準備查詢樹的命令解析器；查詢最佳化工具毫無疑問是任何資料庫系統中皇冠上的寶石；查詢執行器對執行（查詢計劃）負責。

儲存引擎對所有資料輸入、輸出管理負責。它包含用來處理行、索引、頁、分配和行版本等修改的輸入、輸出請求的存取方法；緩衝區管理器，與SQL Server主要記憶體使用者緩衝池打交道。它還包含處理用來維持一致性（ACID）的資料鎖和管理交易記錄的交易管理員。

緩衝池

在進入查詢生命週期之前你需要知道的其它主要組件是緩衝池，在SQL Server中是最大的記憶體使用者。緩衝池裡包含SQL Server中的所有不同緩衝，包括計畫快取和資料緩衝，計畫快取會接在透過它生命週期的查詢後的章節談到。

一個簡單的SELECT查詢

在這個例子中，使用的查詢細節不重要——沒有join的簡單SELECT語句，因為你只是發起一起簡單的讀取請求。從用戶端開始，那裡你首先接觸的組件是SQL Server網路介面（SNI）。

SQL Server網路介面（SNI）

SQL Server網路介面（SNI）是建立用戶端和伺服器端網路連接的協議層。它由資料庫引擎和SQL Server本地客戶（SQL Server Native Client：SNAC）都用到的一系列API組成。SNI代表在SQL Server 2000裡建立的網路程式庫和包含在作業系統裡的微軟資料訪問組件（Microsoft Data Access Components：MDAC）。

SNI不是被直接配置的；你要配置在用戶端和伺服器端的網路通訊協定。SQL Server支援下列協議：

• 共用記憶體（Shared memory）——簡單、快速，共用記憶體是用來串連本地（與SQL Server一樣的電腦）運行用戶端的預設協議。只能用在本地，沒有配置屬性，當從本地機器串連時始終是首次嘗試的。
• TCP/IP——這是最常用於SQL Server的訪問協議。它通過指定IP地址和連接埠號碼使你可以串連到SQL Server。通常，當你指定一個串連執行個體時它會自動發生。你的內部命名解析系統解析執行個體名的主機名稱為IP地址，不管你為預設執行個體串連到預設TCP 1433連接埠還是用SQL瀏覽服務為具名執行個體使用UDP 1434找到正確的連接埠。
• 具名管道（Named Pipes）——TCP/IP和具名管道（Named Pipes）是在架構裡被使用的相容協議。具名管道（Named Pipes）被開發來用於區域網路（LANs），但也可以被不高效的用於低速網路，例如廣域網路（WANs）。

使用具名管道（Named Pipes）首先需要在為SQL Server組態管理員（SQL Server Configuration Manager）使它生效（如果你要遠端連線的話），然後建立一個使用具名管道（Named Pipes）作為協議串連到伺服器的SQL Server別名。

具名管道（Named Pipes）使用TCP 445連接埠，在2個電腦間的任何防火牆裡請確保這個連接埠被開啟，包括Windows防火牆。

• VIA——虛擬介面適配器（Virtual Interface Adapter：VIA）是兩個系統間高效能通訊的協議，它需要在終端和專門串連口都要有特製硬體。

與具名管道（Named Pipes）一樣，使用VIA協議首先需要在為SQL Server組態管理員（SQL Server Configuration Manager）使它生效，然後建立一個使用虛擬介面適配器（Virtual Interface Adapter：VIA）作為協議串連到伺服器的SQL Server別名.雖然SQL Server 2012還支援VIA協議，從以後的版本開始它會被移除，因為新安裝時需要避免這個協議被安裝。

不管使用哪種協議，一旦串連被建立，SQL Server網路介面（SNI）在伺服器上與表格式資料流（TDS）終結點（下面會介紹）建立一個完全串連，用它來發送請求和接收資料。這裡追隨透過它生命週期的查詢的目的是，你發送SELECT語句且在等待接收結果集。

表格式資料流終結點（Tabular Data Stream（TDS） Endpoints）

TDS是微軟所有最先由Sybase設計用來與資料庫伺服器互動的協議。使用例如TCP/IP的網路通訊協定一旦串連被接通，與相關TDS終結點的聯絡會被建立，它在用戶端與伺服器端之間擔當著通訊點。

每個網路通訊協定都有一個TDS終結點，並且還有一個會被專用網路連接（dedicated administrator connection：DAC）使用。一旦連通性被建立，TDS訊息會被用做用戶端與伺服器端間的溝通。

SELECT語句是穿過TCP/IP協議（TCP/IP是預設協議）作為TDS訊息發送給SQL Server。

協議層（Protocal Layer）

當SQL Server中的協議層（Protocal Layer）收到你的TDS包，它會倒轉SQL Server網路介面（SNI）的工作，把包拆開找出裡麵包含的請求是什麼。協議層（Protocal Layer）同樣對把結果和狀態訊息打包並作為TDS訊息發回給用戶端負責。

我們的SELECT語句在TDS包裡標記為”SQL命令“類型的訊息，因為它傳給下一個組件，命令分析器（Command Parser），開始走向執行的道路。

顯示了我們的查詢現在到哪裡了。在用戶端，語句被SQL Server網路介面（SNI）打包在TDS包裡並發送給SQL Server中的協議層（Protocal Layer），在那裡被拆包，識別為SQL命令，這個代碼被SQL Server網路介面（SNI）發送給命令解析器（Command Parser）。

命令分析器（Command Parser）

命令分析器（Comamnd Parser）的角色是處理T-SQL語言事件（language events）。它首先檢查文法並通過協議層（protocol layer）返回給用戶端任何語法錯誤。如果文法是有效，然後下一步就是產生查詢計劃（query plan）或尋找已存在的計劃。查詢計劃（query plan）包含SQL Server將如何去執行這段代碼的細節。它通常被稱為執行計畫（execution plan）。

為了檢查查詢計劃（query plan），命令分析器（Comamnd Parser）會產生T-SQL的散列（hash）並核對計畫快取（plan cache）來決定是否有合適的計劃已經存在。計畫快取（plan cache）是在緩衝池（buffer pool）裡用來緩衝查詢計劃（query plan）的地區。如果找到匹配的，從緩衝裡這個計劃會被讀取並傳給查詢執行器（Query Executor）去執行。（下一篇將介紹如果沒有找到匹配會發生什麼。）

 

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