SQL Server VS Oracle 架构下见真章

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仔细读了一把McGraw.Hill.Microsoft.SQL.Server.2008.Administration.for.Oracle.DBAs的第二章，颇有感触。这种形式的书应该多出，通过对比，即可以复习以前掌握的知识，又能快速学到新技术，还能知晓两者之间的差异。来看看Oracle与SQL Server在Architecture下的异同吧。
High-Level
从High-Level 的层次来看，两者是一致的。都有Instance，Database的概念。

但是database扮演的角色却大有不同。
在Oracle中，一个实例只能有一个Database，或者在RAC模式下，多个实例对应一个Database。Database中包含多个Schema，比如存放数据字典的SYS，当然还有最常用的用户自己建的Schema。而在SQL Server中一个实例有且必有多个database(怎么感觉像数学公理，O(∩_∩)O~)，至少包括system databases 和 user databases。这么看来，倒是可以把Oracle里的Schema理解为SQL Server里的Database。不啰嗦了，一图以蔽之。

Storage Model 存储模型

Oracle里通过TableSpace和数据文件把物理存储和逻辑存储隔离开来。上图左边那部分咋这么熟悉，好像在哪见过。翻看《OCP认证考试指南全册Oracle Database 10g》第六章找到了这张图，总算是没白花88元买这本书，O(∩_∩)O~。
Filegroups 跟 Tablespaces 的概念差不多。作为SQL Server存储结构的老大，Filegroups 能力不小，比如可以根据年份设置Filegroup，2009年一个，2010年一个。就如Oracle在建表时可以指定表空间一样，SQL Server同样可以指定Filegroup。
Segment 与 Index/Heap相差老远了，没得可比性。
SQL Server 里8个page组成一个Extent，Extent又可分为两种类型，统一区(uniform)或 混合区(mixed)。Oracle里的Extent就没整得这么复杂了。什么是统一区(uniform)或 混合区(mixed)？网上有这么一段：http://hi.baidu.com/%C3%FA%D3%E3/blog/item/ffe2c10b49773ea32eddd439.html
在一个统一区中，全部8个页都是来自同一个类似表或是索引之类的对象；在一个混合区中，页可以从属于不同的对象。在创建表或是索引时，通常都是从混合区中分配页。在表或索引的数据增长到足够填满8个或更多页的时候，就会自动的切换到统一区中去。
再稍微说明下，当表刚开始被创建时，从混合区拿个8K的页给它用，这个表慢慢长大，从混合区要了第二个，第三个。。。直到第八个。估计这时候，SQL Server被这个表弄烦了，怒吼一声，从第九个页开始，每次给你一个uniform,少来烦我了。混合区可以有很多小对象，统一区就只针对一个Object了。
Block 和Pagesde 也是大相径庭。SQL Server 里的Page固定为8K。Oracle可以通过参数修改Block。SQL Server 里添加数据文件后，都会赋予它一个唯一的文件ID。对于每一个数据文件，空间被分割成一个个8K的页，从0开始标记。

别看图上第一个文件分出了511页，实际上你不能拥有全部的页。为啥，被SQL Server 这个地主抽出了几页。第0页永远被用来记录文件头，第1页又称PFS，即Page Free Space，用来记录还剩多少空间。后面的几页的也是各有用途，有图为证：

不由联想到当今的房地产，暗叹一声，这SQL Server的“得页率”咋搞得跟当今的“得房率”一样。看看都是些啥用了我宝贵的页。

Physical Implementation 物理实现
SQL Server的一个Database通常由三种类型文件组成：primary，secondary，log。

Transaction Log Files 事务日志文件
SQL Server 的transaction log类似于Oracle的redo log/undo 表空间。每个Database都有自己的 transaction log，因而就具备自我恢复能力。类似于Oracle的SCN(System Change Numbers) 系统变更号，SQL Server 也整出个LSN，日志序列号。每条记录都包含关联的transaction ID，每当异常发生时，SQL Server 就会根据这些记录来回滚。
在Oracle里面，一般至少需要两个 redo 日志文件，实际用到的可能更多。但在SQL Server里面一个Transaction Log 就够用了。因为它内部又分了许多虚拟日志文件，称之为VLF。

在Oracle里，Redo文件可以有三种状态，当前在用是CURRENT，要求待命随时准备恢复的ACTIVE，不再用来做恢复，没有利用价值就成了INACTIVE。SQL Server 也有类似概念。残酷的Min LSN点，过了这个点你就是社会栋梁，还可以用来做回滚或恢复。但是不要以为你费尽九牛二虎之力挤过了那个点就可以高枕无忧了。长江后浪推前浪，前浪死在沙滩(Min LSN)上。Min LSN是会随着 transaction 事件不断前移的。

 
 
 
再来说说恢复模式吧。Oracle有NOARCHIVELOG，SQL Server有类似的SIMPLE。在SIMPLE模式下，日志越来越多，空间不够用了怎么办？不是还有之前没挤过Min LSN独木桥的兄弟嘛？过河拆桥还不会，Truncated掉。
SQL Server 有FULL 和BULK_LOGGED模式来对应Oracle的ARCHIVELOG。这种方式稍微人道一点，先给你备份一下，再咔嚓掉。O(∩_∩)O~，先摸摸你的头，再温柔一刀。
Database Snapshots 数据库快照
SQL Server 也有快照查询。下图展示了快照查询的原理。场景一，如果源数据没有修改，直接返回源数据查询结果。场景二，源数据里某条记录被修改了，在Update源数据的同时，会复制原来的记录，插到数据库快照。场景三，再来查询（快照查询语法），就会返回那时那刻的快照记录。

Inside the Instance 深度解剖
SQL Server主要由四大块组成：the protocol layer,the relational engine, the storage engine, and SQLOS.

 
Protocol Layer 协议层，顾名思义，主要就是通过各种协议来接收客户端请求，最常用的应该是TCP/IP了。
Relational Engine 又称query processor，从协议层接收到T-SQL事件后，开始解析，优化，最后执行。跟Oracle也挺相似的，一个SQL 语句过来后，过五关斩六将（parser, optimizer, row source,generator）才能最后到达SQL execution engine。
Storage Engine，这一层开始跟数据文件打交道，缓存和事务控制也在这一层引入。Transaction manager就是用来保证ACID（数据库事务正确执行的四个基本要素），并且跟Oracle一样用的都是Write ahead logging方式。
SQLOS，引用百科：将操作系统从SQL Server引擎中抽象出来，并提供服务以最大限度利用这些架构，同时保留现有架构。SQLOS对服务器的其他部分提供用户级的操作系统服务，这就是“SQLOS”名称的由来。SQL Server引擎中的组件利用SQLOS提供的服务，来调度单个或者多个任务、分配内存等。
Background Processes 后台进程
Oracle里面有很多后台进程，比如SMON，PMON，RECO，CKPT，DBWn等等。到了SQL Server里，也有一堆后台线程，例如Lazywriter，Checkpoint，Log writer，Deadlock/Lock monitor，Scheduler monitor，Resource monitor等等。
Client/Server Communication 客户端/服务器通信
先来温习下Oracle的通信方式。
客户端需要安装Oracle Net client。Oracle Net foundation layer先把请求打包成Oracle专有格式，Oracle Protocol Support layer把请求再度封装以TCP/IP或Named Pipes的方式发到服务器端。当服务器端返回请求结果后，操作则刚好相反，两次解析取得结果。
服务器端有个Listener，干什么用的(⊙o⊙)？我戏称为一次性用品，用来初始化连接，当连接建立起来后就没它什么事了。

再来看SQL Server。类似于Oracle client，SQL Server有SNAC (SQL Server Native Client)，支持以OLE DB，ODBC，或者ADO.NET的方式连接到服务器。请求同样也会被再封装一下，自然是Microsoft的格式，叫什么TDS (Tabular Data Stream)。同样与Oracle相似，有个SQL Server Network Interface (SNI) protocol 层来打包和解包TDS数据包。
SQL Server就没有 Listener 的概念了，而是通过TDS Endpoint来侦听各种协议过来的客户端请求。