SQL Server2008引擎组件

忧郁者

　　原文首发于it168，链接见http://tech.it168.com/a2011/0125/1153/000001153919.shtml

　　SQLServer2008引擎组件
　　首先让我们先来看看SQL Server2008的引擎组件，SQLServer2008有四大组件：协议、关系引擎、存储引擎和SQLOS。
　　协议层(Protocol Layer)
　　当一个应用程序与SQL Server数据库引擎通讯时，协议层提供的应用程序编程接口利用微软自定义的tabular data stream(TDS)package来规范通讯格式。这一层的意义在于向应用程序提供访问SQL Server的接口。
　　SQL Server Network Interface(简称SNI)
　　SNI是在服务器和客户端之间建立网络连接的一种协议，他提供一组在数据库引擎和SQL Server客户端使用的API函数。SNI代替了SQL Server2000下的Net- Libraries组件和MDAC组件。
　　SQL Server支持共享内存(Shared memory)、TCP/IP、命名管道(Named Pipes)、虚拟接口适配器(Virtual Interface Adapter，即VIA)四种协议。
　　一旦建立连接，SNI就会向服务器的TDS断点创建一条安全的连接，用来进行数据的请求和返回。
　　表格格式数据流端点(Tabular Data Stream，简称TDS)
　　TDS是一种微软的与数据库进行交互的私有协议，SQL Server在安装时为其支持的四种协议各创建一个端点，如果协议被激活，那么所有用户均可以使用这个协议。此外还有一个专门为专用管理员连接(DAC)而设置的端点。
　　一条SQL语句则会通过TCP/IP连接以TDS消息的形式发送给SQL Server。
　　协议层(Protocol Layer)
　　一旦协议层接收到TDS包，就会在反转和解包工作，以找到所包含的请求。协议层也负责打包结果和状态消息，并以TDS消息的形式返回客户端。
　　关系引擎(Relational Engine)
　　关系引擎又成为查询处理器，包括用来确定某个查询所要做的操作及进行这些操作最佳方式的SQL Server组件。同时关系引擎也负责向存储引擎请求数据时查询的执行，并处理返回的结果。
　　命令解析器(Cmd Parser)
　　命令解析器处理发送给SQL Server的T-SQL语言事件。它会先检查T-SQL语法，并返回任何错误信息客户端，如果语法有效，就会进一步产生执行计划或者去查找一个已经存在的执行计划。命令解析器通过T-SQL哈希值向位于缓冲池中的Plan Cache发出匹配要求，以检查是否存在该执行计划;如果不存在则把T-SQL翻译成可以执行的内部格式，即查询树。
　　查询优化器(Optimizer)
　　查询优化器从命令解析器中获取查询树，并为它的实际执行做准备。
　　生成执行计划的第一步是对每个查询进行规范化，规范化的过程有可能将单个查询分解成多个粒度合适的查询。然后进行最优化，SQL Server的查询优化器是基于成本的，它会选择它认为成本最低的执行计划，它使用一些内部指标(内存需求、CPU利用率和I/O需求数目)作为选择的依据。此外查询优化器还会考虑请求语句的类型、检查受到影响的各表的数据量、表中的索引，以及SQL Server统计数据。
　　SQL管理器
　　SQL管理器负责管理与存储过程及其计划有关的事务，并负责管理查询的自动化参数。
　　数据库管理器
　　数据库管理器管理查询编译和查询优化所需的对元数据的访问。
　　查询执行器(Query Executor)
　　查询执行器运行查询优化器生成的执行计划，就像调度员负责调度执行计划中的所有命令。

　　
　　存储引擎(Storage Engine)
　　存储引擎包括存取方法、事务管理和缓冲区管理器。
　　存取方法(Access Methods)
　　SQL Server需要定位数据库时，会调用存取方法代码。它提供了一组代码，用来创建和请求对数据页面和索引页面进行扫描，并且将准备好的OLE DB数据行集返回给关系引擎。存取方法并不真正进行操作，它只负责向缓冲区管理器发出请求。
　　事务管理器(Transaction Manager)
　　事务管理器包括两个组件：日志管理器和锁管理器。
　　锁管理器负责数据的并发保护和基于特定隔离级别的管理。日志管理器负责将事务日志提前记录于日志文件中，从而起到保护数据的作用。
　　缓冲区管理器(Buffer Manager)
　　缓冲区管理器用来管理缓冲区内存池中数据页面的分布。
　　SQLOS
　　SQLOS则可以理解为SQL Server2008的操作系统，主要负责处理与操作系统之间的工作，SQL Server通过该接口层向操作系统申请内存分配、调度资源、管理进程和线程以及同步对象。
　　缓冲池(Buffer Pool)
　　缓冲池在SQL Server中是内存的最大消耗者，主要包括数据缓冲池和执行计划缓冲池。
　　执行计划缓冲池(Plan Cache)
　　生成执行计划是比较消耗资源和时间的，因此在Plan Cache缓存这些执行计划，有助于执行计划的重用。
　　数据缓冲池(Data Cache)
　　数据缓冲池负责将数据页和索引页放在数据告诉缓冲池中，以便多个用户可以共享数据。
　　SQL查询示意图
　　以下为一条基本的SQL查询示意图。

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　　首先客户端的SNI通过TCP/IP协议和SQL Server服务端的SNI建立连接，然后建立连接到TDS的连接，并以TDS消息的方式传送SELECT命令。SQL Server服务端的SNI对TDS消息进行解包，并把SQL命令传给语法解析器;语法解析器在缓冲池中检查是否存在执行计划，如果没有则创建一个查询树，并交给优化器;优化器产生相应的执行计划;查询执行器通过OLE DB接口向存储引擎中的访问存取方法发出请求读取数据;存取方法则向缓冲区管理器发起数据请求，如果在缓冲池的数据缓冲池中存在相应的数据，如果没有则从磁盘上读取数据页放到数据缓冲池中，并把数据返回给存取方法;存取方法在把结果返回给关系引擎，并最终以TDS消息的形式返回给客户端。