簡(jiǎn)介

    數(shù)據(jù)庫(kù)快照，正如其名稱所示那樣，是數(shù)據(jù)庫(kù)在某一時(shí)間點(diǎn)的視圖?？煺赵O(shè)計(jì)最開始的目的是為了報(bào)表服務(wù)。比如我需要出2011的資產(chǎn)負(fù)債表，這需要數(shù)據(jù)保持在2011年12月31日零點(diǎn)時(shí)的狀態(tài)，則利用快照可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)?？煺者€可以和鏡像結(jié)合來達(dá)到讀寫分離的目的。下面我們來看什么是快照。

什么是快照

    數(shù)據(jù)庫(kù)快照是 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)（源數(shù)據(jù)庫(kù)）的只讀靜態(tài)視圖。換句話說，快照可以理解為一個(gè)只讀的數(shù)據(jù)庫(kù)。利用快照，可以提供如下好處:

快照的原理

    與備份數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)不同，快照并不復(fù)制整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的頁(yè)，而是僅僅復(fù)制在快照建立時(shí)間點(diǎn)之后改變的頁(yè)。因此，當(dāng)利用快照進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)時(shí)，也僅僅將那些做出改變的頁(yè)恢復(fù)到源數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)速度無疑會(huì)大大高于備份和恢復(fù)方式。這個(gè)原理如圖1所示（圖摘自SQL Server 2008揭秘）。

    圖1.鏡像的原理

    由圖1可以看出，快照并不是復(fù)制整個(gè)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，而僅僅利用快照存儲(chǔ)原始頁(yè)。因此可以看出,源數(shù)據(jù)庫(kù)上建立快照會(huì)給IO增加額外負(fù)擔(dān).當(dāng)對(duì)快照數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢時(shí)，快照時(shí)間點(diǎn)之后更改的數(shù)據(jù)會(huì)查詢數(shù)據(jù)文件，。這個(gè)概念如圖2所示（圖摘自SQL Server 2008揭秘）。

    圖2.查詢快照數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)查詢的分布

寫入時(shí)復(fù)制(Copy On Writing)和稀疏文件(Sparse Flie)

    由上圖中可以看出，快照數(shù)據(jù)庫(kù)的文件是基于稀疏文件(Sparse File),稀疏文件是NTFS文件系統(tǒng)的一項(xiàng)特性。所謂的稀疏文件，是指文件中出現(xiàn)大量0的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)我們用處并不大，卻一樣占用著磁盤空間。因此NTFS對(duì)此進(jìn)行了優(yōu)化，利用算法將這個(gè)文件進(jìn)行壓縮。因此當(dāng)稀疏文件被創(chuàng)建時(shí)，稀疏文件剛開始大小會(huì)很小(甚至是空文件)，比如圖3所示的文件就是一個(gè)稀疏文件。雖然邏輯上占了21M，但文件實(shí)際上占了128KB磁盤空間。

    圖3.一個(gè)稀疏文件

    對(duì)于快照來說，除了通過快照數(shù)據(jù)庫(kù)文件的屬性來看快照的大小之外，也可以通過DMV來查看，如圖4所示.

    圖4.通過DMV查看快照數(shù)據(jù)庫(kù)大小

    而當(dāng)快照創(chuàng)建后，隨著對(duì)源數(shù)據(jù)庫(kù)的改變逐漸增多，稀疏文件也會(huì)慢慢增長(zhǎng),概念如圖4所示。

    圖5.隨著源數(shù)據(jù)庫(kù)的更改越來越多，稀疏文件不斷增長(zhǎng)

    所以，通常來說，當(dāng)稀疏文件增長(zhǎng)到源數(shù)據(jù)庫(kù)文件大小的30%時(shí)，就應(yīng)該考慮重建快照了。

    而稀疏文件的寫入是利用了微軟的寫入時(shí)復(fù)制技術(shù)（Copy-On-Writing）,意思是在復(fù)制一個(gè)對(duì)象時(shí)并不是真正把對(duì)象復(fù)制到另一個(gè)位置，而是在新的對(duì)象中映射一個(gè)指針，指向原對(duì)象的位置。這樣當(dāng)對(duì)新對(duì)象執(zhí)行讀操作時(shí)，直接指向原對(duì)象。而在對(duì)新的對(duì)象執(zhí)行寫操作時(shí),將改變部分對(duì)象的指針指向到新的地址中。并修改映射表到新的位置中。

使用快照的限制

    使用快照存在諸多限制，由于列表太長(zhǎng)（詳細(xì)請(qǐng)參考MSDN：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms175158.aspx#LimitationsRequirements）,我只概括的說一下主要限制。

    其實(shí)，雖然限制看上去很多，但只要明白快照的原理，自然能推測(cè)出快照應(yīng)該有的限制。

快照的創(chuàng)建和使用

    無論是使用SSMS或是命令行，快照只能通過T-SQL語(yǔ)句創(chuàng)建。在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)之前，首先要知道數(shù)據(jù)庫(kù)分布在幾個(gè)文件上，因?yàn)榭煺招枰獙?duì)每一個(gè)文件進(jìn)行copy-on-writing。如圖6所示。

    圖6.首先查出數(shù)據(jù)庫(kù)的文件分布

    根據(jù)圖6的數(shù)據(jù)庫(kù)分布，我們通過T-SQL創(chuàng)建快照,如圖7所示。

    圖7，根據(jù)圖6的數(shù)據(jù)庫(kù)信息創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)快照

     當(dāng)快照數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建成功后，就可以像使用普通數(shù)據(jù)庫(kù)一樣使用快照數(shù)據(jù)庫(kù)了,如圖8所示。

    圖8.快照數(shù)據(jù)庫(kù)和普通數(shù)據(jù)庫(kù)一樣使用

    通過如下語(yǔ)句可以看到，快照數(shù)據(jù)庫(kù)文件和源數(shù)據(jù)庫(kù)的文件貌似并無區(qū)別，僅僅是快照數(shù)據(jù)庫(kù)文件是稀疏文件，如圖9所示。

    圖9.源數(shù)據(jù)庫(kù)和快照數(shù)據(jù)庫(kù)

    而刪除快照數(shù)據(jù)庫(kù)和刪除普通數(shù)據(jù)庫(kù)并無二至，也僅僅是使用DROP語(yǔ)句，如圖10所示。

    圖10.刪除快照數(shù)據(jù)庫(kù)

    我們也可以利用快照恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)恢復(fù)速度要比普通的備份-恢復(fù)來的快得多,這也可以將數(shù)據(jù)庫(kù)呈現(xiàn)給測(cè)試人員，當(dāng)測(cè)試結(jié)束后，恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)到測(cè)試之前的狀態(tài)。如圖11所示。

    圖11.利用快照恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)

使用快照其他一些需要考慮的因素

    1.快照數(shù)據(jù)庫(kù)的安全設(shè)置繼承源數(shù)據(jù)庫(kù)的安全設(shè)置。也就是說能訪問源數(shù)據(jù)庫(kù)的用戶或角色也能訪問快照數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)然，因?yàn)榭煺諗?shù)據(jù)庫(kù)是只讀的，所以無論任何角色或人都無法修改快照數(shù)據(jù)庫(kù)。

    2.我們由文章前面圖5看出，隨著快照存在的時(shí)間越來越長(zhǎng)，快照會(huì)不斷增長(zhǎng)。所以推薦在快照達(dá)到源數(shù)據(jù)庫(kù)大小30%之前，重新創(chuàng)建快照。

    3.由于快照會(huì)拖累數(shù)據(jù)庫(kù)性能，所以數(shù)據(jù)庫(kù)不宜存在過多快照。

總結(jié)

    本文簡(jiǎn)單講述了數(shù)據(jù)庫(kù)快照的概念，原理以及使用。數(shù)據(jù)庫(kù)快照可以在很多場(chǎng)景下使用，無論是用于報(bào)表，還是和鏡像配合提供負(fù)載，以及利用快照恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)，使用得當(dāng)?shù)脑挘煺諏?huì)是一把利器。