SQL Server 存儲(5/8):理解IAM 頁


在以前的文章里,我們討論了數據頁GAM和SGAM,還有PFS頁。今天我們一起來討論下索引分配映射(Index Allocation Map:IAM)頁。

在SQL Server 2005和以后的版本里,分配單元(allocation units)以下三個類型:

  • IN_ROW_DATA 

    用於存儲堆分區或索引分區,即heap和B-tree。

  • LOB_DATA

    用於存儲大型對象 (LOB) 數據類型,例如 xml、varbinary(max) 和 varchar(max)。

  • ROW_OVERFLOW_DATA

    用於存儲超過 8,060 字節行大小限制的 varchar、nvarchar、varbinary 或 sql_variant 列中存儲的可變長度數據。 

在我們討論GAM和SGAM頁時,我們注意到,一個GAM頁可以跟蹤4GB的空間並每4GB空間增加一個GAM頁。一個IAM頁是用來跟蹤,表的指定分配單元,在分區的GAM區間里,頁或區的分配情況。讓我們通過實例來演示下。

我們創建一個包含3列varchar(3000)數據類型和1列LOB數據類型,還有一列INT數據類型的表。這樣我們的表就包含里三類分配單元。

 1 USE InternalStorageFormat
 2 GO
 3 
 4 CREATE TABLE IAMTable(
 5 Id INT,
 6 col1 VARCHAR(3000),
 7 col2 VARCHAR(3000),
 8 col3 VARCHAR(3000),
 9 Lobdata NTEXT)
10 GO

我們往表里插入數據

1 INSERT  INTO IAMTable
2 VALUES  ( 1, 'A', 'B', 'C', N'Test' )

這里我們插入的1條數據不會生成溢出行(row overflow)。我們使用DBCC IND命令列出分配給這個表的頁。

1 DBCC IND('InternalStorageFormat','IAMTable',1)

從上圖可以清楚看到,SQL Server為我們這個表分配了2個IAM頁(page type為10),用來跟蹤In-row data和LOB data的分配。因為當前的記錄大小不足以創建ROW_OVERFLOW_DATA,SQL Server沒有給我們分配一個IAM頁來跟蹤ROW_OVERFLOW_DATA的分配。

我們來插入一條可以讓SQL Serve生成ROW_OVERFLOW_DATA,並用DBCC IND命令查看頁面分配情況。

1 INSERT  INTO IAMTable
2 VALUES  ( 1, REPLICATE('A',3000), REPLICATE('A',3000), REPLICATE('A',3000), N'Test' )
3 
4 DBCC IND('InternalStorageFormat','IAMTable',1)

圖1

現在表已經有了所有這3類分配單元。如果我們這表上有更多的分區,那就每個區都有獨立的一系列IAM頁。下圖可以給你一個清晰的展示。

簡而言之,堆或B樹結構至少有一個IAM頁,最多有3倍分區個IAM頁。如果表繼續增長,頁分配在不同的GAM區間,會有更多的IAM頁增加。這些IAM頁會鏈接起來,這個列表叫IAM鏈。

現在我們已經知道了IAM頁的用處,讓我們一起看看在IAM頁里是什么樣的。我們知道,表或索引的第一個8頁會分配在混合區的單個頁面里。從剛才的圖片我們知道175頁是用來跟蹤in-row data分配單元的IAM頁,我們用DBCC PAGE命令看看頁里面的信息是什么。

1 DBCC TRACEON(3604)
2 go
3 DBCC PAGE('InternalStorageFormat',1,175,3)

IAM:Header區域,我們看到下列字段:

  • sequenceNumber = 0          這是IAM頁在IAM鏈中的位置。在IAM鏈中每增加1個IAM頁,這里會加1。      
  • status = 0x0                       未使用。 
  • objectId = 0                        未使用。
  • indexId = 0                         未使用。
  • page_count = 0                   未使用。
  • start_pg = (1:0)                  這是頁面映射的GAM區間。保存着在映射的GAM區間的第一個頁ID。

Single Page allocation 區域:這里顯示的是從混合區分配的第1個8頁。在第8頁后,SQL開始從統一區分配。因此這個部分只用在第一個IAM頁鏈。174和210頁是從混合區分配的,這個和剛才DBCC IND('InternalStorageFormat','IAMTable',1)輸出結果一致。

Extent Alloc 區域:這里顯示的是分配單元區分配。

我們執行下列語句,往表里插入7條記錄,這樣的話,我們表里就有9條記錄了,再用DBCC PAGE看下IAM頁的信息。

1 INSERT  INTO IAMTable
2 VALUES  ( 1, REPLICATE('A',3000), REPLICATE('A',3000), REPLICATE('A',3000), N'Test' )
3 go 7
4 
5 DBCC TRACEON(3604)
6 go
7 DBCC PAGE('InternalStorageFormat',1,175,3)

可以看到

紅色區域自174,210之后,增加了212,214,215,217, 218,220,共8個頁面,即混合區分配完成。

藍色區域:從224開始分配統一區了。

使用DBCC IND查看下頁面分配情況,完全一致:

1 DBCC IND('InternalStorageFormat','IAMTable',1)

 

參考文章: 

http://www.sqlservercentral.com/blogs/practicalsqldba/2013/03/07/sql-server-understanding-the-iam-page/


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