翻譯原文：《》

作者：Dmitri Korotkevitch

資料頁和資料行

資料庫中的空間被劃分為很多個大小為8KB的邏輯頁。這些邏輯頁從0開始連續編號，並且它們可以被檔案編號和頁碼引用。這些頁面編號總是連續的，這樣當SQL Server新增資料庫檔案的時候，新頁面在檔案中最大頁面編號的基礎上加一進行編號。類似地，當SQL Server壓縮檔案時，它會從檔案中刪除編號最大的頁面。

一般來說，SQL Server儲存和處理資料庫中的資料有三種不同的方法或技術。使用傳統的行儲存模式，這些資料將與來自所有列的資料組合在一起儲存在資料行中。

SQL Server 2012引入了列儲存索引和列式儲存。這種技術是以每列而不是每行儲存資料。我們將在本書的第七章節介紹列式儲存。

最後，SQL Server 2014中引入了記憶體計算技術並在SQL Server 2016中進一步改進了。儘管是怕出現冗餘它們還是繼續將資料儲存在磁碟中，但行式儲存和列式儲存的儲存格式還是有很大的不同的。我們將在本書的第8章中討論該記憶體計算技術。

書的這一部分討論的是行式儲存和經典的B（B指的是Balanced平衡而不是Binary二叉）樹索引和堆。圖1-6顯示了資料頁的結構

一個96位元組的頁首包含一頁的各種資訊,如頁面所屬的物件（物件頁面）、行數和在頁面的空餘可利用空間,以及如果一個介面在索引頁鏈時它連結到前一頁和後一頁,等等。

頁首後面是實際資料儲存的區域。緊接著是空閒空間。最後，還有一個槽陣列，它是一個由兩個位元組的條目組成的塊，指示相應的資料行從該頁開始的偏移量。

槽陣列表示頁面上資料行的邏輯順序。如果頁面上的資料需要按照索引鍵的順序排序，SQL Server不會對頁面上的資料行進行物理排序，而是根據索引排序順序填充槽陣列。槽0(圖1-6最右邊)儲存頁上鍵值最小的資料行的偏移量;槽1，第二小的鍵值;等等。我們將在下一章更深入地討論索引。

SQL Server提供了一系列豐富的系統資料型別，根據邏輯可以分為不同的兩組:固定長度組和可變長度組。固定長度的資料型別,如int, datetime, char,以及其他型別,他們總是使用相同數量的儲存空間不管他們的大小是多少,即使它是空的。例如，int列總是使用4位元組，而nchar(10)列總是使用20位元組儲存資訊。

相反，對於可變長度的資料型別，如varchar、varbinary和其他一些型別，他們使用的儲存空間與儲存資料所需的空間相同，在此基礎上再加兩個位元組。例如，nvarchar(4000)列僅使用12位元組儲存5個字元的字串，在大多數情況下，使用2位元組儲存空值。我們將在本章後面討論變長列不為空值使用儲存空間的情況。

讓我們看看資料行的結構，如圖1-7所示。

行的前兩個位元組，稱為狀態位A和狀態位B，是其中包含關於行的資訊的點陣圖，比如行的型別，是記錄如果行已經被邏輯刪除(重定向)和如果行有NULL值、可變長度列和版本控制標記的點陣圖。

行中接下來的兩個位元組用於儲存固定長度的資料長度。然後是固定長度資料本身。

在固定長度的資料部分之後，有一個空點陣圖，它包含兩個不同的資料元素。第一個兩個位元組的元素是行中的列數。第二個是空點陣圖陣列。這個陣列對錶的每一列使用一位，不管它是否為可空型別。

空點陣圖總是出現在堆表或聚集索引葉行的資料行中，即使沒有可空型別列。但是，當索引中沒有可空型別列時，空點陣圖不會出現在非葉索引行中，也不會出現在非聚集索引的葉級行中。

在空點陣圖之後，是行中可變長度的資料部分。它從行中可變長度列的兩位元組數開始，然後是列偏移量陣列。SQL Server為行中每個變長列儲存一個兩位元組偏移量，即使該值為空。然後是資料的實際可變長度部分。最後，行末尾有一個可選的14位元組版本控制標記。此標記用於需要行版本控制的操作，例如線上索引重建、樂觀隔離級別、觸發器和其他一些操作。

提示：我們將在第6章討論索引維護，在第9章討論觸發器，在第21章討論樂觀隔離級別。

讓我們建立一個表，填充一些資料，並檢視實際的行資料。程式碼如列表1-4所示。複製函式將第一個引數提供的字元重複10次。

列表1 - 4 資料行格式:表建立

一個為標準化化但眾所周知的DBCC IND命令返回關於表頁面分配的資訊。你可以在圖1-8中看到該命令的輸出。

表1-8 DBCC IND 輸出

有兩頁是屬於這個表的。第一個它的頁面型別=10，是一種特殊型別的頁面，稱為IAM分配對映。這個頁面屬於特定物件的頁面。但是，現在不要把焦點放在這裡，因為我們將在本章後面討論分配對映頁面。

提示：SQL Server 2012引入了另一個未標準化的資料管理功能(DMF) ，sys.dm_db_ database_page_allocations可以用作DBCC IND命令的替代。與DBCC IND相比，此DMF的輸出提供了更多資訊，並且可以與其他系統dmv和/或目錄檢視連線。

頁面型別=1的頁面是包含資料行的實際資料頁。頁面檔案編碼和頁碼列顯示了頁面的實際檔案和頁碼。你可以使用另一個未標準化的命令DBCC PAGE來檢查其內容，如列表1-5所示。

列表1-5 資料行格式：DBCC PAGE  呼叫

列表1-6顯示了對應於第一行資料的DBCC頁面的輸出。SQL Server以位元組交換的順序儲存資料。例如，兩個位元組的值0001將儲存為0100。

圖1-9 第一資料行

正如你所看到的，行從兩個狀態位開始，然後是值為0800的兩個位元組。0008是位元組交換值，是行中列數屬性的偏移量。這個偏移量告訴SQL Server行中固定長度的資料部分在哪裡結束。接下來的4個位元組用於儲存固定長度的資料，在我們的示例中是ID列。然後是兩個位元組的值，該值顯示資料行有四列，然後是一個一個位元組的空點陣圖。如果只有四列，點陣圖中的一個位元組就足夠了。它以二進位制格式儲存04的值，即00000100。它表示行中的第三列包含空值。接下來的兩個位元組儲存行中可變長度列的數量，即3(位元組順序為0300)。它後面是一個偏移量陣列，其中每兩個位元組儲存變數列資料結束的偏移量。如您所見，即使Col2為NULL，它仍然使用偏移陣列中的插槽。最後，還有來自可變長度列的實際資料。現在，讓我們看看第二個資料行。清單1-7顯示DBCC頁面輸出，圖1-10顯示行資料。

第二行中的NULL位圖表示二進位制值00001010，這表明Col1和Col3是NULL。即使表有三個可變長列，行中可變長列的數量表明偏移陣列中只有兩列/槽。SQL Server不維護行中尾隨的空變長列的資訊。

提示:你可以通過建立表來減少資料行的大小，方法是將通常儲存null值的變長列定義為CREATE TABLE語句中的最後一列。這是CREATE TABLE語句中列的順序唯一重要的情況

固定長度的資料和內部屬性必須適合單個數據頁上可用的8060位元組。如果不是這樣，SQL Server不允許你建立表。例如，列表1-8中的程式碼產生了一個錯誤。

建立或更改表“BadTable”失敗，因為最小行大小為8067，包括7位元組的內部開銷。這超過了錶行大小為8060位元組的最大允許值。