SQLServer 2008 CDC實現數據變更捕獲使用圖文詳解

2020-07-14 13:32:32

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供稿：網友

適用環境：

僅在SQLServer2008（含）以后的企業版、開發版和評估版中可用。

詳解：

CDC功能主要捕獲SQLServer指定表的增刪改操作，由于任何操作都會寫日志（哪怕truncate），所以CDC的捕獲來源于日志文件。日志文件會把更改應用到數據文件中，同時也會標記符合要求的數據標記為需要添加跟蹤的項。然后通過一些配套函數，最后寫入到數據倉庫中。大概流程：

步驟：本文中以：AdventureWorks為例

第一步、對目標庫顯式啟用CDC：

在當前庫使用sys.sp_cdc_enable_db。返回0（成功）或1（失敗）。注意，無法對系統數據庫和分發數據庫啟用該功能。且執行者需要用sysadmin角色權限。

該存儲過程的作用域是整個目標庫。包含元數據、DDL觸發器、cdc架構和cdc用戶。

使用以下代碼啟用：

復制代碼

代碼如下:

USE AdventureWorksGOEXECUTE sys.sp_cdc_enable_db;
GO

在一開始直接執行時，出現了報錯信息：

消息22830，級別16，狀態1，過程sp_cdc_enable_db_internal，第193 行

無法更新元數據來指示已對數據庫AdventureWorks 啟用了變更數據捕獲。執行命令'SetCDCTracked(Value = 1)' 時失敗。返回的錯誤為15517: '無法作為數據庫主體執行，因為主體"dbo" 不存在、無法模擬這種類型的主體，或您沒有所需的權限。'。請使用此操作和錯誤來確定失敗的原因并重新提交請求。

這里引出了另外一個知識點：錯誤號 15517 的錯誤

這種錯誤會在很多地方出現，如還原數據庫的時候也會有可能出現。共同點是：某個/些存儲過程使用了具有WITHEXECUTE AS 的選項。使其在當前庫具有了某個架構，但是當在別的地方執行時，由于沒有這個架構，所以就報錯，解決方法：

ALTER AUTHORIZATION ON DATABASE::[AdventureWorks] TO [sa]

經過檢查，uspUpdateEmployeeHireInfo這個存儲過程的確有：WITH EXECUTE AS CALLER

使用sa的原因是即使sa被禁用，sa還是存在的。所以不會報錯。

現在重新執行：

復制代碼

代碼如下:

USE AdventureWorksGOEXECUTE sys.sp_cdc_enable_db;GO

啟用成功，然后通過以下語句檢查是否成功：

復制代碼

代碼如下:

SELECT is_cdc_enabled,CASEWHENis_cdc_enabled=0THEN'CDC功能禁用'ELSE'CDC功能啟用'END描述FROM sys.databasesWHERE NAME = 'AdventureWorks'

創建成功后，將自動添加CDC用戶和CDC架構。

創建這兩個用戶、架構的原因是因為CDC要求獨占方式使用這兩個架構，所以要單獨創建。如果存在了非CDC功能創建的CDC用戶、架構的話，則需要先刪除該cdc命名的架構，才能開啟。

第二步、對目標表啟用CDC：

使用db_owner角色的成員執行sys.sp_cdc_enable_table為每個需要跟蹤的表創建捕獲實例。然后通過sys.tables目錄視圖中的is_tracked_by_cdc列來判斷是否創建成功。

默認情況下會對表的全部列做捕獲。如果只需要對某些列做捕獲，可以使用@captured_column_list參數指定這些列。

如果要把更改表放到文件組里的話，最好創建單獨的文件組（最起碼與源表獨立）。

如果不想控制訪問角色，則@role_name必須顯式設置為null。

復制代碼

代碼如下:

sys.sp_cdc_enable_table [ @source_schema = ] 'source_schema', [ @source_name = ] 'source_name' , [ @role_name = ] 'role_name' [,[ @capture_instance = ] 'capture_instance' ] [,[ @supports_net_changes = ] supports_net_changes ] [,[ @index_name = ] 'index_name' ] [,[ @captured_column_list = ] 'captured_column_list' ] [,[ @filegroup_name = ] 'filegroup_name' ] [,[ @partition_switch = ] 'partition_switch' ]

例子：

把HumanResources.Department 這個表開啟變更捕獲。

復制代碼

代碼如下:

USE AdventureWorksGOEXEC <a href="mailto:sys.sp_cdc_enable_table@source_schema='HumanResources'">sys.sp_cdc_enable_table@source_schema='HumanResources'</a>, @source_name = 'Department',@role_name= NULL

然后查詢是否成功：

對表開啟以后，可以在下圖中看到多了很多cdc架構開頭的表：

啟動之后，可以看到SQLServer代理里面的作業，也出現了這兩個作業：

案例：

下面開始從頭到尾做一個實際案例：

先檢查原庫的內容：可以看到系統表里面只有一個dbo.sysdiagrams表

然后看看SQLServer代理：可以看到也沒有相關的作業

步驟二：對數據庫啟用CDC數據庫級別功能。必須顯式啟用：

Step1、執行以下語句：

復制代碼

代碼如下:

USE AdventureWorksGOEXEC sys.sp_cdc_enable_dbGO

某些數據庫可能存在一些存儲過程包含有：execute as 等語句，此時會報錯：

文字描述：

消息22830，級別16，狀態1，過程sp_cdc_enable_db_internal，第186 行

消息266，級別16，狀態2，過程sp_cdc_enable_db_internal，第0 行

EXECUTE 后的事務計數指示BEGIN 和COMMIT 語句的數目不匹配。上一計數= 0，當前計數= 1。

消息266，級別16，狀態2，過程sp_cdc_enable_db，第0 行

EXECUTE 后的事務計數指示BEGIN 和COMMIT 語句的數目不匹配。上一計數= 0，當前計數= 1。

消息3998，級別16，狀態1，第1 行

在批處理結束時檢測到不可提交的事務。該事務將回滾。

如果出現這個錯誤，目前的解決方法是執行下面語句，原因已在開頭說明，對于沒有使用EXECUTE AS的庫，一般不會有這樣的問題：

ALTER AUTHORIZATIONON DATABASE::[AdventureWorks]TO [sa]

然后再次執行，就成功開啟了：

復制代碼

代碼如下:

USE AdventureWorksGOEXEC sys.sp_cdc_enable_dbGO

現在檢查是否成功：

復制代碼

代碼如下:

SELECT is_cdc_enabled , CASE WHEN is_cdc_enabled = 0 THEN 'CDC功能禁用' ELSE 'CDC功能啟用' END 描述FROM sys.databasesWHERE NAME = 'AdventureWorks'

現在檢查表和作業：

作業沒有改變

角色權限中多出了：

步驟三：對某些表開啟捕獲：

這里選擇HumanResources.Department、Person.ADDRESS、Person.Contact開啟：

先來看開啟之前的樣子：

然后對該表開啟：

復制代碼

代碼如下:

USE AdventureWorks;GOEXECUTE sys.sp_cdc_enable_table @source_schema= N'HumanResources' , @source_name= N'Department' , @role_name= N'cdc_Admin'--可以自動創建 , @capture_instance=DEFAULTGO

結果如圖:

可以看到在創建的同時,也創建了兩個作業: cdc.AdventureWorks_cleanup和cdc.AdventureWorks_capture

也可以看到多了一個角色CDC_ADMIN，是在上面語句中動態創建的：

按照上面步驟把另外兩個表也開啟了：

復制代碼

代碼如下:

</div><div>USE AdventureWorks;GOEXECUTE sys.sp_cdc_enable_table @source_schema= N'Person' , @source_name= N'ADDRESS' , @role_name= N'cdc_Admin'--可以自動創建 , @capture_instance=DEFAULTGOEXECUTE sys.sp_cdc_enable_table @source_schema= N'Person' , @source_name= N'Contact' , @role_name= N'cdc_Admin'--可以自動創建 , @capture_instance=DEFAULTGO

可以從系統表中看到：

了3個表，并且是剛才開啟CDC功能的表。現在來檢查是否開啟成功：

復制代碼

代碼如下:

</div>SELECT name , is_tracked_by_cdc , CASE WHEN is_tracked_by_cdc = 0 THEN 'CDC功能禁用' ELSE 'CDC功能啟用' END 描述FROM sys.tablesWHERE OBJECT_ID IN(OBJECT_ID('HumanResources.Department'), OBJECT_ID('Person.ADDRESS'), OBJECT_ID('Person.Contact'))

結果如下：

步驟三：檢驗：

下面來改動數據：

然后把表中的數據復制一份：

復制代碼

代碼如下:

INSERT INTO HumanResources.Department (Name , GroupName , ModifiedDate ) SELECT Name + '1' , GroupName + '1' , GETDATE()ModifiedDate FROM HumanResources.Department

結果如下：

然后從cdc.HumanResources_Department_CT 表查詢：

可以看到的確多了16條記錄。這部分記錄證明了，有16條數據從監控到目前為止做了改動，現在再來改動一下：

DELETE FROM HumanResources.DepartmentWHERE DepartmentID>17

再查詢cdc表，可以看到又多了16條記錄：

現在來做下update的實驗：

UPDATE HumanResources.DepartmentSET ModifiedDate=GETDATE()

再查看：

現在來分析一下這個表：

可以在聯機叢書上查看：cdc.<capture_instance>_CT 可以看到，這樣命名的表，是用于記錄源表更改的表。對于insert/delete操作，會有對應的一行記錄，而對于update，會有兩行記錄。

對于__$operation列：1 = 刪除、2= 插入、3= 更新（舊值）、4= 更新（新值）

對于__$start_lsn列：由于更改是來源與數據庫的事務日志，所以這里會保存其事務日志的開始序列號（LSN）

但是微軟不檢查直接查詢這類表，建議使用cdc.fn_cdc_get_all_changes_<捕獲實例>和cdc.fn_cdc_get_net_changes_<capture_instance> 來查詢

下文開始，來熟悉各種函數、存儲過程的使用，并嘗試一些不正常的操作。

日常使用情景：1、查詢已經開啟的捕獲實例：

由于可能不記得或者不知道開啟了什么表的捕獲，所以可以使用以下語句來查找：

--返回所有表的變更捕獲配置信息

復制代碼

代碼如下:

EXECUTE sys.sp_cdc_help_change_data_capture;GO

可以看到以下截圖：

查看對某個實例(即表)的哪些列做了捕獲監控:

復制代碼

代碼如下:

</div><div>EXEC sys.sp_cdc_get_captured_columns@capture_instance ='HumanResources_Department' -- sysname

得到下圖:

也可以從下面中查找配置信息：

SELECT * FROM msdb.dbo.cdc_jobs

如圖：

2、查看當前配置使用sp_cdc_help_jobs：

從上文可以看到，啟用cdc之后會自動創建了兩個作業，可以先使用以下語句來查看：

sp_cdc_help_jobs

得到的結果：

對于一個大型的OLTP系統，由于數據更改會非常頻繁，變更表中的數據會非常多，如果存放過久（最久可以存放100年），那對數據庫空間是非常大的挑戰。此時可以調整上圖中cdc.AdventureWorks_cleanup中retention（單位：分鐘）。

3、修改配置：sp_cdc_change_job：

--顯示原有配置：

復制代碼

代碼如下:

EXEC sp_cdc_help_jobsGO--更改數據保留時間為分鐘
EXECUTE sys.sp_cdc_change_job @job_type= N'cleanup', @retention=100GO--停用作業EXEC sys.sp_cdc_stop_jobN'cleanup'GO--啟用作業EXEC sys.sp_cdc_start_jobN'cleanup'GO--再次查看EXEC sp_cdc_help_jobsGO

得到以下結果：

證明修改成功，此處注意，修改后要先停用（如果已經啟用），再啟用，才能生效。

4、停止/啟用、刪除/創建作業：

停止/開始作業，可以使用以下語句：

復制代碼

代碼如下:

--停用作業EXEC sys.sp_cdc_stop_jobN'cleanup'GO--啟用作業EXEC sys.sp_cdc_start_jobN'cleanup'GO

刪除作業：

復制代碼

代碼如下:

EXEC sys.sp_cdc_drop_job@job_type= N'cleanup' -- nvarchar(20)GO--查看作業EXEC sys.sp_cdc_help_jobsGO

可以看到現在只剩下一個作業了:

創建作業：

復制代碼

代碼如下:

EXEC sys.sp_cdc_add_job @job_type= N'cleanup', @start_job = 0, @retention = 5760--查看作業EXEC sys.sp_cdc_help_jobsGO

下面看到已經創建成功:

5、DDL變更捕獲：

CDC除了捕獲數據變更之外，還能捕獲DDL操作的變化。前提是先要確保SQLServer 代理的啟用，其實CDC功能都需要確保sql 代理正常運行，因為所有操作都通過代理中的兩個作業來實現的。

現在先來對HumanResources.Department 表修改一下，把name的長度加長：

復制代碼

代碼如下:

ALTER TABLEHumanResources.DepartmentALTER COLUMN Name NVARCHAR(120);GO

然后查詢ddl記錄表：

復制代碼

代碼如下:

SELECT *FROM cdc.ddl_history

可以看到：

由于在截圖之前已經試了幾次，所以里面有3條數據，之所以試了幾次，就是因為上面所說的，忘了開SQL代理，所以查不出數據，所以切記要開啟SQL代理。

6、使用CDC的函數來獲取更改：

A、使用cdc.fn_cdc_get_all_changes_HumanResources_Department 函數報告捕獲實例HumanResources_Department 的當前所有可用更改：

復制代碼

代碼如下:

DECLARE @from_lsn binary(10),@to_lsn binary(10)SET @from_lsn= sys.fn_cdc_get_min_lsn('HumanResources_Department')SET @to_lsn = sys.fn_cdc_get_max_lsn()SELECT *FROM cdc.fn_cdc_get_all_changes_HumanResources_Department (@from_lsn,@to_lsn, N'all update old');GO

B、獲取某個時間段的更改信息：

先根據日志序列號（logsequence number ,LSN）來獲取跟蹤變更數據：

Sys.fn_cdc_map_time_to_lsn獲取變更范圍內的最大、最小LSN值。可以使用：

Smallest greater than;smallest greater than orequal;largest less than;largest less than or equal.

如查詢某個時間段插入的數據：

--插入數據

復制代碼

代碼如下:

INSERT INTOHumanResources.Department(name,GroupName,ModifiedDate)VALUES('test','abc',GETDATE())INSERT INTOHumanResources.Department(name,GroupName,ModifiedDate)VALUES('test1','abc1',GETDATE())go

--檢查數據

復制代碼

代碼如下:

DECLARE @bglsn VARBINARY(10)=sys.fn_cdc_map_time_to_lsn('smallest greater than or equal','2012-10-12 12:00:00.997')DECLARE @edlsn VARBINARY(10)=sys.fn_cdc_map_time_to_lsn('largest less than or equal',GETDATE())SELECT DepartmentID,GroupName,NameFROM cdc.HumanResources_Department_CTWHERE [__$operation]=2AND [__$start_lsn]BETWEEN @bglsn AND @edlsn

得到以下結果：

C、sys.fn_cdc_map_lsn_to_time 查詢變更時間：

復制代碼

代碼如下:

SELECT [__$operation] , CASE [__$operation] WHEN 1 THEN '刪除'WHEN 2 THEN '插入' WHEN 3 THEN '更新（捕獲的列值是執行更新操作前的值）' WHEN 4 THEN '更新（捕獲的列值是執行更新操作后的值）'END [類型], sys.fn_cdc_map_lsn_to_time([__$start_lsn])[更改時間], name , DepartmentID , GroupName , ModifiedDateFROM cdc.HumanResources_Department_CT

結果: