? ? ? ? 對(duì)于已經(jīng)很熟悉T-SQL的讀者，或者對(duì)于較專業(yè)的DBA來說，邏輯的增刪改查，或者較復(fù)雜的SQL語句，都是非常簡單的，不存在任何挑戰(zhàn)，不值得一提，那么，SQL的哪些方面是他們的挑戰(zhàn) 或者軟肋呢？

那就是sql優(yōu)化。然而，要向成為一個(gè)好的Sql優(yōu)化高手，首先要做的一件事無疑就是了解sql語句在SQL Server中是如何執(zhí)行的。在這一系列中，我們將開始sqlserver優(yōu)化系列講解，本 講為優(yōu)化系列的開篇文章，

在本篇文章中，我們將重點(diǎn)講解SQL Server體系結(jié)構(gòu)

? ? ? ?在正式講解之前，我們先來看看如下問題，你是否遇到過，若你遇到過且成功解決，那么這篇文章，你可以跳過。

? ? ? ?為了測(cè)試需要，我們先模擬插入5億3千多萬條數(shù)據(jù)。

1	SELECT?COUNT(1)?FROM?BigDataTest

? ? ?

? ? ? （一）查詢緩慢問題

? ? ? ? ?*，臨時(shí)表，表連接，子查詢等造成的查詢緩慢問題，你能解決嗎？

? ? ? （二）內(nèi)存泄漏

? ? ? ? 如下查詢了8分2秒，然后內(nèi)存溢出，你知道問題嗎？

1	SELECT?*?FROM?BigDataTest

? ? ?

? ? ?（三）經(jīng)常聽說如下概念，你都能解決嗎？

? ? ? ? 事務(wù)與鎖(請(qǐng)參考我另一篇文章：淺談SQL Server事務(wù)與鎖（上篇）)，ACID，隔離級(jí)別，臟讀，分表分庫，水平拆分，垂直拆分，高并發(fā)等

一? SQL Server體系結(jié)構(gòu)抽象

?

?二? SQL Server體系結(jié)構(gòu)概述

? ? ? ?SQL Server核心體系結(jié)構(gòu)，大致包括六大部分：客戶端訪問工具、SQL Server 網(wǎng)絡(luò)接口(SQL Server Network Interface,SNI)、關(guān)系引擎、存儲(chǔ)引擎、

磁盤和緩沖池。下圖為SQL Server核心體系大致輪廓圖。

?（一）SQL Server客戶端訪問工具

? ? ? SQL Server客戶端訪問工具，提供了遠(yuǎn)程訪問技術(shù)，它與SQL Server服務(wù)端基于一定的協(xié)議，使其能夠遠(yuǎn)程訪問數(shù)據(jù)庫，就像在本地操作數(shù)據(jù)庫一樣，如我們經(jīng)常用的

Microsoft SQL Server Management Studio。

? ? ? ?SQL Server客戶端訪問工具是比較多的，其中比較流行的要數(shù)Microsoft SQL Server Management Studio 和Navicat(Navicat在MySQL中也是比較常用的)了，至于其他工具，

本篇文章就不列舉了，感興趣的讀者朋友，可以查詢一下。

（二）SQL Server網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

? ? ? ?SQL Server網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，又叫SQL Server網(wǎng)絡(luò)接口(SNI)，它是構(gòu)成客戶端和服務(wù)端通信的橋梁，它與SQL Server服務(wù)端基于一定協(xié)議，方可通信，

如我們?cè)诳蛻舳溯斎胍粭l查詢語句SELECT * FROM BigDataTest，這條語句，只有客戶端和服務(wù)端基于一定協(xié)議，方可被服務(wù)端解析，否則，被視為無

效語句。

? ? ? ?SQL Server網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，由一組API構(gòu)成，這些API供SQL Server數(shù)據(jù)庫引擎和SQL Server本地客戶端調(diào)用，如實(shí)現(xiàn)最基本的CRUD通信。

? ? ? ?SQL Server 網(wǎng)絡(luò)接口(SQL Server Network Interface,SNI)只需要在客戶端和服務(wù)端配置網(wǎng)絡(luò)協(xié)議即可，它支持一下協(xié)議：

? ? ?（1）共享內(nèi)存

? ? ?（2）TCP/IP

? ? ?（3）命名管道

? ? ?（4）VIA

（三）關(guān)系引擎

? ? ? 關(guān)系引擎，也叫查詢引擎，其主要功能是負(fù)責(zé)處理SQL語句，其核心組件由三部分組成：命令分析器、查詢優(yōu)化器和查詢執(zhí)行器。

? ? （1）命令分析器：負(fù)責(zé)解析客戶端傳遞過來的T-SQL語句，如客戶端傳遞一條SQL語句：SELECT * FROM BigDataTest，它會(huì)檢查該語句的語法結(jié)構(gòu)，若語法

錯(cuò)誤，它會(huì)將錯(cuò)誤返回給協(xié)議層，然后協(xié)議層將錯(cuò)誤返回給客戶端；如果語法結(jié)構(gòu)正確，它會(huì)根據(jù)查詢命令生成查詢計(jì)劃或?qū)ふ乙粋€(gè)已存在的查詢計(jì)劃(先在緩沖池計(jì)劃緩

存中查找，若找到，則直接給查詢執(zhí)行器執(zhí)行，若未找到，則會(huì)生成基于T-SQL的查詢樹，然后交給查詢優(yōu)化器優(yōu)化)

? ? ?（2）查詢優(yōu)化器：負(fù)責(zé)優(yōu)化命令解析器生成的T-SQL查詢樹(基于資源的優(yōu)化，而非基于時(shí)間的優(yōu)化)，然后將最終優(yōu)化結(jié)果傳遞給查詢執(zhí)行器執(zhí)行。查詢優(yōu)化器是基于

“資源開銷”的優(yōu)化器，這種算法評(píng)估多種可執(zhí)行的查詢方式，并從中選擇開銷最低的方案作為優(yōu)化結(jié)果，然后將該結(jié)果生成查詢計(jì)劃輸出給查詢執(zhí)行器。注意，查詢優(yōu)化器是

“基于資源開銷最優(yōu)”而非“基于方案最優(yōu)”，也就是，查詢優(yōu)化器的最終優(yōu)化結(jié)果未必是最好的方案，但一定是資源開銷最低的方案。

? ? ?（3）查詢執(zhí)行器：負(fù)責(zé)執(zhí)行查詢。假若查詢執(zhí)行器接收到命令解析器或查詢優(yōu)化器傳遞過來的SQL語句：SELECT * FROM BigDataTest，它通過OLE DB接口傳遞到存儲(chǔ)

引擎，再傳遞到存儲(chǔ)引擎的訪問方法。

（四）存儲(chǔ)引擎

? ? ? ? 存儲(chǔ)引擎，本質(zhì)就是管理資源存儲(chǔ)的，它的核心組件包括三部分：訪問方法、事務(wù)管理器和緩沖區(qū)管理器。? ? ?

? ? ? （1）訪問方法：訪問方法本質(zhì)是一個(gè)接口，供查詢執(zhí)行器調(diào)用(該接口提供了所有檢索數(shù)據(jù)的代碼，接口的實(shí)際執(zhí)行是由緩沖區(qū)管理器來執(zhí)行的)，假若查詢執(zhí)行器傳遞一條SQL語句：

SELECT * FROM BigDataTest，訪問方法接收到該請(qǐng)求命令后，就會(huì)調(diào)用緩沖區(qū)管理器，緩沖區(qū)管理器就會(huì)調(diào)用緩沖池的計(jì)劃緩存，在計(jì)劃緩存中尋找到相應(yīng)的結(jié)果集，然后返回給關(guān)系

引擎。

? ? ? ?（2）緩沖區(qū)管理器：供訪問方法調(diào)用，管理緩沖池，在緩沖池中查詢相應(yīng)資源并返回結(jié)果集，供訪問方法返回給關(guān)系引擎。? ?

? ? ? ?（3）事務(wù)管理器：主要負(fù)責(zé)事務(wù)的管理(ACID管理)和高并發(fā)管理(鎖)，它包括兩個(gè)核心組件(日志管理器和鎖管理器)，鎖管理器負(fù)責(zé)提供并發(fā)數(shù)據(jù)訪問，設(shè)置隔離級(jí)別等；日志管理器負(fù)責(zé)

記錄所有訪問方法操作動(dòng)作，如基本的CRUD。

（五）緩沖池

?

? ? ? ?緩沖池駐于內(nèi)存中，是磁盤和緩沖區(qū)管理器的橋梁SQL Server中，所有資源的查詢都是在內(nèi)存中進(jìn)行的，即在緩沖池中進(jìn)行的，假若緩沖池

接收到緩沖區(qū)管理器傳遞過來的的一條SQL語句：SELECT * FROM BigDataTest，緩沖區(qū)管理器數(shù)據(jù)緩存先從磁盤數(shù)據(jù)庫中取滿足條件的結(jié)果集，

然后放在緩沖池?cái)?shù)據(jù)緩沖中，然后以結(jié)果集的形式返回給緩沖區(qū)管理器，供訪問方法返回給關(guān)系引擎的查詢執(zhí)行器，然后返回給協(xié)議層，協(xié)議層再

返回給客戶端。注意，這里操作的是緩沖池中數(shù)據(jù)，而不是磁盤DB中的數(shù)據(jù)，并且操作的緩沖池?cái)?shù)據(jù)不會(huì)立即寫入磁盤，因此就會(huì)造成查詢到結(jié)果

與BD中的結(jié)果不一致，這就是所謂的臟讀。

? ? ? ? 緩沖池主要包括兩部分：計(jì)劃緩存(生成執(zhí)行計(jì)劃是非常耗時(shí)耗資源的，計(jì)劃緩存主要用來存儲(chǔ)執(zhí)行計(jì)劃，以備后續(xù)使用)和數(shù)據(jù)緩存(通常是緩存池

中容量最大的，消耗內(nèi)存最大，從磁盤中讀取的數(shù)據(jù)頁只要放在這里，方可調(diào)用)

（六）磁盤

??

? ? ? ? ? ?磁盤主要是用來存儲(chǔ)持久化資源的，如日志資源，數(shù)據(jù)庫資源和緩存池持久化支援等。

三? 一個(gè)查詢的完整流程

? ? ? ?如下為一個(gè)比較完善的查詢過程，即第二部分查詢語句：SELECT * FROM BigDataTest 整個(gè)過程。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅谈 SQL Server 内部运行机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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