SQL Server日志作用以及为什么先写日志后写数据？
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发布时间：2022-03-23 20:24
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时间：2022-03-23 21:54
今天在看Oracle的BackupGroundProcess，里边有一段是写到为什么先写日志后写数据的：LGWR, on the other hand, does lots of sequential writes to the redo log. This is an important distinction and one of the reasons that Oracle has a redo log and the LGWR process as well as the DBWn process. Scattered writes are significantly slower than sequential writes. By having the SGA buffer dirty blocks and the LGWR process do large sequential writes that can re-create these dirty buffers, we achieve an increase in performance. 其实SQL Server也是一样，每一个SQL Server的数据库都会按照其修改数据(insert,update,delete)的顺序将对应的日志记录到日志文件.SQL Server使用了Write-Ahead logging技术来保证了事务日志的原子性和持久性.而这项技术不仅仅保证了ACID中的原子性(A)和持久性(D),还大大减少了IO操作，把对数据的修改提交到磁盘的工作交给lazy-writer和checkpoint.预写式日志（Write-Ahead Logging (WAL)）SQL Server使用了WAL来确保了事务的原子性和持久性.实际上，不光是SQL Server,基本上主流的关系数据库包括oracle,mysql,db2都使用了WAL技术.WAL的核心思想是:在数据写入到数据库之前，先写入到日志.因为对于数据的每笔修改都记录在日志中，所以将对于数据的修改实时写入到磁盘并没有太大意义，即使当SQL Server发生意外崩溃时，在恢复(recovery)过程中那些不该写入已经写入到磁盘的数据会被回滚(RollBack),而那些应该写入磁盘却没有写入的数据会被重做(Redo)。从而保证了持久性(Durability)但WAL不仅仅是保证了原子性和持久性。还会提高性能.硬盘是通过旋转来读取数据,通过WAL技术，每次提交的修改数据的事务并不会马上反映到数据库中，而是先记录到日志.在随后的CheckPoint和lazy Writer中一并提交,如果没有WAL技术则需要每次提交数据时写入数据库:而使用WAL合并写入，会大大减少磁盘IO：也许你会有疑问，那每次对于修改的数据还是会写入日志文件.同样消耗磁盘IO。上篇文章讲过，每一笔写入日志的记录都是按照先后顺序，给定顺序编号的LSN进行写入的，日志只会写入到日志文件的逻辑末端。而不像数据那样，可能会写到磁盘的各个地方.所以，写入日志的开销会比写入数据的开销小很多。SQL Server修改数据的步骤SQL Server对于数据的修改,会分为以下几个步骤顺序执行:1.在SQL Server的缓冲区的日志中写入”Begin Tran”记录2.在SQL Server的缓冲区的日志页写入要修改的信息3.在SQL Server的缓冲区将要修改的数据写入数据页4.在SQL Server的缓冲区的日志中写入”Commit”记录5.将缓冲区的日志写入日志文件6.发送确认信息(ACK)到客户端(SMSS,ODBC等）可以看到,事务日志并不是一步步写入磁盘.而是首先写入缓冲区后，一次性写入日志到磁盘.这样既能在日志写入磁盘这块减少IO，还能保证日志LSN的顺序.上面的步骤可以看出，即使事务已经到了Commit阶段，也仅仅只是把缓冲区的日志页写入日志，并没有把数据写入数据库.那将要修改的数据页写入数据库是在何时发生的呢?Lazy Writer和CheckPoint上面提到，SQL Server修改数据的步骤中并没有包含将数据实际写入到磁盘的过程.实际上，将缓冲区内的页写入到磁盘是通过两个过程中的一个实现：这两个过程分别为:1.CheckPoint2.Lazy Writer任何在缓冲区被修改的页都会被标记为“脏”页。将这个脏页写入到数据磁盘就是CheckPoint或者Lazy Writer的工作.当事务遇到Commit时，仅仅是将缓冲区的所有日志页写入磁盘中的日志文件:而直到Lazy Writer或CheckPoint时，才真正将缓冲区的数据页写入磁盘文件:前面说过，日志文件中的LSN号是可以比较的，如果LSN2>LSN1,则说明LSN2的发生时间晚于LSN1的发生时间。CheckPoint或Lazy Writer通过将日志文件末尾的LSN号和缓冲区中数据文件的LSN进行对比，只有缓冲区内LSN号小于日志文件末尾的LSN号的数据才会被写入到磁盘中的数据库。因此确保了WAL（在数据写入到数据库之前，先写入日志)。Lazy Writer和CheckPoint的区别Lazy Writer和CheckPoint往往容易混淆。因为Lazy Writer和CheckPoint都是将缓冲区内的“脏”页写入到磁盘文件当中。但这也仅仅是他们唯一的相同点了。Lazy Writer存在的目的是对缓冲区进行管理。当缓冲区达到某一临界值时，Lazy Writer会将缓冲区内的脏页存入磁盘文件中，而将未修改的页释放并回收资源。而CheckPoint存在的意义是减少服务器的恢复时间(Recovery Time).CheckPoint就像他的名字指示的那样，是一个存档点.CheckPoint会定期发生.来将缓冲区内的“脏”页写入磁盘。但不像Lazy Writer,Checkpoint对SQL Server的内存管理毫无兴趣。所以CheckPoint也就意味着在这个点之前的所有修改都已经保存到了磁盘.这里要注意的是：CheckPoint会将所有缓冲区的脏页写入磁盘，不管脏页中的数据是否已经Commit。这意味着有可能已经写入磁盘的“脏页”会在之后回滚（RollBack).不过不用担心，如果数据回滚，SQL Server会将缓冲区内的页再次修改，并写入磁盘。通过CheckPoint的运作机制可以看出，CheckPoint的间歇(Recovery Interval)长短有可能会对性能产生影响。这个CheckPoint的间歇是一个服务器级别的参数。可以通过sp_config进行配置，也可以在SSMS中进行配置:恢复间歇的默认参数是0，意味着由SQL Server来管理这个回复间隔。而自己设置恢复间隔也是需要根据具体情况来进行界定。
