SQL Server 最小日誌記錄

SQL Server之所以記錄事務日誌,首要目的是爲了把失敗或取消的操作還原到最原始的狀態,但是,並不是所有的操作都需要完全記錄事務日誌,比如,在一個空表上放置排他鎖,把大量的數據插入到該空表中。即使插入操作在任意時刻失敗,只需要把清空表,就可以把表還原,根本不需要記錄插入的詳細數據。在表上放置排他鎖的目的,是爲了阻止其他人更新該表,當插入失敗時,只需要清空表就還原到最原始的狀態。

最小化日誌記錄僅記錄恢復事務所需的信息,而不支持任意時間點恢復,也就是說,在最小化日誌記錄操作時,SQL Server也會記錄事務日誌,但是僅記錄回滾事務所需的有限信息。“有限信息”是指,僅把分配的頁面記錄在事務日誌中,而沒有記錄這些頁面包含的實際數據,因此保持了較小的事務日誌文件的大小。

一,最小日誌操作

在FULL還原模式下,所有的大容量操作都會完全記錄事務日誌,在進行大容量數據插入時,最小化日誌記錄更有效率,減少了事務日誌空間在大容量操作時暴增的可能性,但是,如果在最小化日誌記錄生效時數據庫已損壞或丟失,那麼無法把數據庫恢復到故障點。

在最小化日誌記錄期間執行大容量數據插入,雖然數據插入不會記錄在事務日誌中,但是,對於每次爲表分配的區(8個物理地址連續的Page)都會記錄在事務日誌中。不是所有的操作都能實現最小化日誌記錄,最小化日誌操作的類型:

大容量導入操作(Bulk Import Operations)包括 BULK INSERT、BCP和 INSERT SELECT

SELECT INTO

索引操作:CREATE INDEX、ALTER INDEX REBUILD、DROP INDEX

有意思的是,TRUNCATE 並不是最小化日誌記錄操作,在任何還原模式下,TRUNCATE 都完整記錄事務日誌的,並能夠還原到任意時間點,不過TRUNCATE記錄日誌的效率更高,採用deferred-drop 機制來記錄日誌。

二,觸發最小日誌的條件

測試用例的環境是SQL Server 2017版本,在 SIMPLE或BULK_LOGGED還原模式下做測試。

實際上,要在執行大容量插入時實現最小化日誌記錄,必須滿足五個條件:

數據庫處於SIMPLE或BULK_LOGGED還原模式

表級鎖定,推薦使用表 hint 顯式上鎖:with(tablock)

不是複製表

不是內存優化表

在滿足前四個條件的基礎上,有如下結論:

一個表是否可以進行最小化日誌記錄還取決於該表是否已建立索引,如果是,則取決於該表是否爲空。

結論1:表沒有索引,Data Page執行最小化日誌記錄。

結論2:表沒有聚集索引,但是有非聚集索引,Data Page執行最小化日誌記錄。

當表是空的時,Index Page執行最小化日誌記錄

當表有數據時,Index Page執行完整日誌記錄

對於使用分Batch插入的情況,當表是空的,對於第一個Batch插入,Data Page和Index Page都執行最小化日誌記錄;從第二個Batch開始,Data Page執行最小化日誌記錄,而Index Page執行完整日誌記錄。

結論3:表有聚集索引

當表有聚集索引,並且是空表時,Data Page和Index Page都執行最小化日誌記錄。

當表有聚集索引,並且有數據時,Data Page和Index Page都執行完整日誌記錄。

對於使用分Batch插入的情況,當表是空的,對於第一個Batch插入,Data Page和Index Page都執行最小化日誌記錄;從第二個Batch開始,Data Page執行最小化日誌記錄,而Index Page執行完整日誌記錄。

結論4,從表中可以看出:

索引頁的分配都是Fully Logged,

堆表的數據頁更新都是Min Logged,

只有當表是聚集索引時,數據頁的更新纔是Fully Logged的,實際上,BTree表就是索引本身。

三,索引操作中的最小化日誌

從上節中的結論4中知道,索引頁的分配都是Fully Logged,索引頁的回收(deallocation )也都是Fully Logged。在特定的情況下,執行CREATE INDEX、ALTER INDEX REBUILD 和 DROP INDEX能夠激發數據頁的最小化日誌記錄,索引的重建(REBUILD)相當於先刪除索引,再創建索引。

比如,創建索引相當於向有數據的表中插入數據,索引頁是Full Logged,數據表根據結論4來判斷數據頁是Full Logged或Min Logged。

四,延遲刪除

對於TRUNCATE TABLE,概況來說,是通過回收已分配的數據頁來移除數據,並且只把回收的數據頁記錄在事務日誌中。

DROP TABLE 和 TRUNCATE TABLE 都是完整記錄日誌的操作,不過日誌不是立即創建,而是延遲記錄,這是由延遲刪除(deferred drop)的機制來實現的。當一個表被 drop 或 truncate 時,屬於該表的所有數據頁都會被系統標記爲回收,並把標記爲回收的數據頁和區放置在延遲刪除隊列(deferred-drop queue)中,該數據頁或區實際上並沒有釋放,只是標記爲回收(deallocation )。延遲刪除機制通過回收表的數據頁,從而模擬drop 或 truncate操作立即完成後的效果,這個過程僅僅產生很少的日誌記錄。

但是延遲刪除的後臺處理程序(deferred-drop background task)每隔幾秒鐘就會執行一次,並以小批量的方式回收放置在延遲刪除隊列(deferred-drop queue)中的所有Page和Extent,從而確保操作不會耗盡內存。回收空間的操作是完全記錄日誌的,不過,釋放一個充滿數據或索引記錄的頁面,並不會記錄個別數據行的刪除。相反,整個頁面只是在相關的PFS(Page Free Space)分配字節圖中標記爲已取消分配。

從SQL Server 2000 SP3開始,執行表的DROP或TRUNCATE時,只會看到一些正在生成的日誌記錄。如果等待一分鐘左右,然後再次查看事務日誌,您將看到deferred-drop操作已經生成了成千上萬的日誌記錄,每個日誌記錄都表示回收一個Page或Extent。

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