1. 简介
在本篇文章中,我们将一起探索微软SQL Server的源码实现。SQL Server是一种关系型数据库管理系统,由Microsoft开发。它是最受欢迎的数据库之一,用于许多企业级应用程序和网站。我们将研究SQL Server的实现,了解其基本构造和执行模型。
2. 构造
2.1 存储引擎
SQL Server存储引擎是一个独立的软件模块,它提供了数据库引擎的主要功能。SQL Server存储引擎由以下几个关键组件组成:
关系引擎:处理SQL查询的核心部分。它将SQL查询转换为可执行的计划,并生成查询结果。
查询优化器:使用复杂的算法和规则来生成最优的查询计划。
事务管理器:负责管理事务的提交和回滚,维护数据的一致性和可靠性。
锁管理器:确保对共享资源(如表、行、页等)的并发访问正确。
日志管理器:将所有数据库变更记录到事务日志中,以便在出现故障时进行恢复。
2.2 存储结构
SQL Server使用了许多不同的文件来存储数据库,每个文件都有自己的特定用途。以下是几个关键文件的说明:
数据文件:存储实际的表数据和索引数据。
日志文件:记录更新、插入和删除等所有数据库变更。在出现数据库故障时,可以使用日志文件来恢复数据库。
备份文件:包含整个数据库的备份。备份文件可用于恢复数据库到指定时间点之前的状态。
快照文件:可用于在指定时间点上复制数据库,而不需要停止用户访问。
3. 执行模型
SQL Server的执行模型可以归结为以下步骤:
查询解析和编译:SQL Server接收用户提交的查询,并将其转换为内部表示。查询解析器会将SQL语句解析为查询对象树(QEP),这是一种用于查询处理的内部数据结构。然后,查询编译器将查询对象树(QEP)转换为逻辑执行计划(LEP)。
查询优化:一旦拥有逻辑执行计划,SQL Server执行一个基于代价的查询优化器,来确定最好的物理执行计划并根据代价优化执行计划。
物理计划生成:当SQL Server确定最佳执行计划后,它使用该计划来生成一个物理计划(PEP)。
查询执行:SQL Server使用物理执行计划(PEP)执行查询,并生成结果集。
总结
SQL Server的源码实现非常复杂,但是通过仔细研究,我们可以更好地理解其基本构造和执行模型。SQL Server的组件相互协作,以提供高效的关系型数据库管理系统。因此,它是企业级应用程序和网站的首选之一。