详解SQL Server中数据库快照工作原理

在SQL Server 2005中，它的另外一个强大的新特点是数据库快照。数据库快照是一个数据库的只读副本，它是数据库所有数据的映射，由快照被执行的时间点来决定它的内容。

这些数据库快照在报表方面是非常有价值，因为在快照数据库中或者在原数据库中，对于任何查询而言没有锁就将被执行。快照也可以使用在灾难恢复中，因为你可以将现有的数据恢复到现有的快照中，或者还可以在有害数据操作声明的事件中存储个别必要的表和数据。

数据库快照是如何工作的?

可以使用典型的数据库命令CREATE DATABASE语句来生成一个数据库快照，在声明中有一个源数据库快照的附加说明。当快照被建立时，同时生成一个稀疏文件。这个文件（只能使用在NTFS卷中）在初始化的时候并没有磁盘空间分配给它——尽管你可能在WINDOWS资源管理器中看到了文件的大小，它会看上去与原始的源数据库文件的大小相同。对磁盘来说其实这个文件的大小接近于零。

数据库快照在初始化时读的数据文件是来自于源数据库的。当源数据库的数据发生变化时，数据引擎就会将原始数据从源数据库拷贝到快照数据库中。这个技术确保快照数据库只反映快照被执行时数据的状态。当SELECT命令被用来发布反对数据库快照时，不管数据页的读取是否被定位在源数据库数据文件中还是在快照数据库数据文件中都是没有锁被发布的。因为在只读数据库快照中是没有锁被发布，数据库快照对于报表解决方案是一个重要的解决方案。

一个快照的实例

现在，让我们来看看数据库快照在SQL Server 2005中是如何工作的。为此，首先我需要一个源数据库作为快照的来源。下面的脚本将创建一个源数据库：

USE master

GO

IF EXISTS(SELECT name from sysdatabases where [name] = 'SourceDatabase')

DROP DATABASE SourceDatabase

GO
CREATE DATABASE SourceDatabaseON PRIMARY

( 

NAME = SourceDatabase_Data,

FILENAME = 'C:SQLServerSourceDatabase_Data.mdf'

) LOG ON

(

NAME = SourceDatabase_Log,

FILENAME = 'C:SQLServerSourceDatabase_Log.ldf'

)

GO

注意这里产品区域的大小。我定义它的大小为CHAR（150）来强调数据文件的增长级数，这样在我接下来的实例中将更容易解释清楚快照是如何工作的。

现在既然我已经有了一个源数据库，现在我装载一些数据来扩展数据文件的大小位。如此，使用上面的脚本来创建销售历史表。

USE SourceDatabase

GO

IF OBJECT_ID('SalesHistory')>0      DROP TABLE SalesHistory

GO

CREATE TABLE SalesHistory

(      SaleID INT IDENTITY(1,1),     

Product CHAR(150),       SaleDate DATETIME,       

SalePrice MONEY

)
DECLARE @i INT

SET @i = 1

WHILE (@i <=10000)
BEGIN      INSERT INTO SalesHistory      (Product, SaleDate, SalePrice)      

VALUES      ('Computer', DATEADD(mm, @i, '3/11/1919'), 

DATEPART(ms, GETDATE()) + (@i + 57) )
INSERT INTO SalesHistory      (Product, SaleDate, SalePrice)      

VALUES      ('BigScreen', DATEADD(mm, @i, '3/11/1927'), 

DATEPART(ms, GETDATE()) + (@i + 13) )
INSERT INTO SalesHistory      (Product, SaleDate, SalePrice)      

VALUES      ('PoolTable', DATEADD(mm, @i, '3/11/1908'), 

DATEPART(ms, GETDATE()) + (@i + 29) )
SET @i = @i + 1
END

GO 

一旦你运行以下的脚本，就可以来操纵数据库文件储存的地方了。在这个实例上面，我将这些文件放在C:SQL Server文件夹下。在我的计算机上，当数据库被初始化创建时数据文件的大小是1,216KB，数据装载后的大小是7,360KB。既然源数据库有一些数据已经在里面了，所以我们现在就能建立一个快照了。使用以下的脚本来建立数据库快照。

CREATE DATABASE SnapshotDatabase

ON

(

NAME = 'SourceDatabase_Data',

FILENAME = 'C:SQLServerSnapshotDatabase.mdf'

) AS SNAPSHOT OF SourceDatabase

这个创建快照的语法与创建数据库的语法非常相似。两个主要的区别：第一个区别是AS SNAPSHOT OF SourceDatabase语句，在服务器实例上指明哪个数据库将作为快照的源数据库；第二个区别是，在事实上数据库快照是不会生成日志文件的。因为没有数据操作事物只会发生在只读数据库上，所以没有也不需要日志。

这个数据库脚本创建一个名为SnapshotDatabase.mdf（数据文件的扩展名不需要mdf）的稀疏文件。如果你在WINDOWS资源管理器中操作这个文件，并同时查看它的属性，你将看到这个文件的大小与源数据库文件的大小相同；然而，实际上磁盘上的大小却接近于零。这时，数据库快照是没有它自己的数据。

你能运行上面我使用的脚本重新在SourceDatabase数据库里面插入10,000行数据到SalesHistory表中。这时，我的SourceDatabase数据库大小是12,480KB，同时，磁盘上我的SourceDatabase数据库大小现在为448KB。这时在SourceDatabase数据库中所改变的数据页都已经被拷贝到SnapshotDatabase数据库中了，这样就能解释为什么在磁盘上它的大小被增加了。

进一步思考

数据库快照允许你为报表创建只读数据库，并且如果有必要的话你可以恢复你的源数据库到你的数据库快照上。同样的，你也可以根据你的报表目的创建任意多个数据库快照。

特别值得注意的是，这些数据库快照会占用磁盘空间，如果有太多的数据库快照的话，它将很快的将你的磁盘阵列填满，尤其在一个产品环境下，如果数据经常要被更新，就更容易将磁盘阵列填满。

另外，使用数据库快照会降低数据库的性能，因为在数据库中将数据页作为执行写操作拷贝是增加了数据库输入/输出。

虽然有这些小缺点，如果你能为报表提出一个好的数据库快照创建方案，SQL Server 2005的这个新的特性将有更多的人使用。

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