SQLServer存储引擎——03.日志
3. SQLServer存储引擎之日志篇
(3.1)日志结构
(3.1.1)物理日志
(0)物理日志即数据库的.ldf文件, 当然后缀名是可以自定义的,默认是.ldf
(1)一个SqlServer数据库,可以定义多个物理日志文件,SQL Server逻辑上把他们当作一个整体,顺序写入日志记录,用完第一个,再用下一个:即第一个日志文件的当前空间,如果没有可分配的VLF时,就会使用下一个日志文件的VLF,直到最后一个日志文件也没有可分配的VLF时,会重新回到第一个日志开始增长;VLF的使用如下图:
SQLServer把事务日志文件划分为多个VLF(Virtual Log File),即虚拟日志文件。
(2)物理日志文件初始大小至少为512KB
(3)日志文件不可以放在文件组内
(3.1.2)虚拟日志
(0)日志文件除了文件头页外,其他VLF部分都不是以数据页的方式来存储的,物理日志以虚拟日志(VLF)为最小单位进行增长、收缩和使用,通常VLF大小为256KB,但第一个VLF的大小最小为8K,因为第一个页面8K为日志文件头页面。
(1)虚拟日志是由SQLServer来维护的,大小不一,数量不定,不可以人工干预,但可以事先分配较大的物理日志,或者设置较大的物理日志的增量,以减少虚拟日志的生成,从而减少数据库维护虚拟日志的成本,以及提高数据库启动,备份还原的速度。
(3.1.3)逻辑日志
(0)数据库逻辑操作的记录,每个事务可能会有多条日志记录,每条日志记录由唯一的顺序增长的LSN来标记,通过DBCC LOG()来查看日志文件如下图:
(1)SQL Server用日志记录来保证事务的基本属性,及数据库恢复。
(2)SQLServer数据库遵循预写日志(WAL)的原则。
(3.1.4)活动日志
(0)从MinLSN起往后的日志部分即为活动日志。如下图,以最早活动事务起点LSN142作为MinLSN,从142往后的日志部分为活动日志:
(1)检查点LSN、最早活动事务起点LSN、尚未传递给分发数据库的最早的复制事务起点的LSN,当中的最小值将作为MinLSN;
(3.2)日志管理
(3.2.1)截断
(0)SQL SERVER可以通过截断日志以实现物理日志的回绕,截断操作仅是将被截断的日志部分标记为可重用,根据数据库恢复模式的设置:SIMPLE/BULK_LOGGED/FULL,在SIMPLE模式下,SQL SERVER会自动截断日志,类似于ORACLE的非归档模式。
(1)SIMPLE模式下,CHECKPOINT会自动截断日志的非活动部分,FULL和BULK_LOGGED模式下,只有通过日志备份来截断日志。
(2)SQL SERVER截断日志后,并不会主动释放日志文件占用的磁盘空间,需要手动去收缩日志文件才会释放,但通常不建议这样做,毕竟当日志文件再次增长时又需要去重新申请磁盘空间。
(3)日志文件的截断以VLF为单位,从不活动的日志记录所在的第一个VLF起,到MinLSN所在的VLF的前一个VLF,如下图:
(4)只可以截断非活动日志部分。
(5)当运行一个长事务且一直未结束时,此时会影响MinLSN的推进,进而影响日志文件的截断,从而会出现,即便是SIMPLE模式下,日志文件也会变得很大,甚至出现吃掉磁盘所有空间,出现事务日志已满的9002错误。
(3.2.2)备份
(0)SQL SERVER没有ORACLE中的ARCH进程,无法像ORACLE一样自动归档日志,需要手动去备份,而且在有多个物理日志文件时,也无法对单个日志文件进行备份。
(1)当数据库故障恢复时,在线的日志需要手动通过NO_TRUNCATE选项去备份,即尾日志备份,然后再利用尾日志备份结合之前的备份进行故障恢复。
(3.2.3)还原
还原在两种情况下发生,一是数据库重启时;一是手动通过备份集恢复时;
(0)还原的过程,是把数据和日志放在内存中,模拟用户读写操作以进行的。还原时只需要重做或撤销最后一个检查点之后的日志部分,这也是检查点机制提高恢复效率的原因所在。
(1)REDO和UNDO:
还原时如果事务日志已结束(提交或回滚),而且数据页尚未被刷新,则重做(REDO);
如果事务日志未结束,但数据脏页已被刷新到磁盘,则回滚(UNDO)。
(2)日志记录中包含数据页被修改前及当次修改的两个LSN,如果目前数据页头的LSN等于修改前的LSN,则日志操作被重做;如果数据页头的LSN等于或大于当次修改的LSN,则跳过日志操作,不重做。
(3)数据库重启不需要人工干预,通过备份集恢复需要人工干预。因为有时需要恢复到某个操作点,并不是完全恢复所有日志记录。
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