2.1 SQL Server数据库文件组成
SQL Server数据库文件组成
摘要：本文说明了SQL Server数据库的文件组成结构，文件组概念
数据库文件组成
主数据文件（*.mdf）
- 主要数据文件的建议文件扩展名是 .mdf 。
- 主要数据文件包含数据库的启动信息，并指向数据库中的其他文件，存储部分或全部的数据。用户数据和对象可存储在此文件中，也可以存储在次要数据文件中。
- 每个数据库有一个主要数据文件。
- mdf 文件并非普通文件，因此不借助相应软件是无法打开 mdf 文件的。打开 mdf 文件的常用虚拟光驱软件主要有：Daemon Tools 、东方光驱魔术师等。
次要数据文件 （*. ndf ）
- 次要数据文件的建议文件扩展名是 . ndf 。
- 次要数据文件是可选的，由用户定义并存储用户数据，用于存储主数据文件未能存储的剩余数据和一些数据库对象。
- 通过将每个文件放在不同的磁盘驱动器上，次要文件可用于将数据分散到多个磁盘上。
如果数据库超过了单个 Windows 文件的最大大小，可以使用次要数据文件，这样数据库就能继续
增长。
事务日志 （*. ldf）
- 事务日志的建议文件扩展名是 . ldf 。
- 事务日志文件保存用于恢复数据库的事务日志信息。数据库的插入、删除、更新等操作都会记录在日志文件中，而查询不会记录在日志文件中。整个的数据库有且仅有一个日志文件。
- 每个数据库必须至少有一个日志文件。
文件组
不同的文件可以存分布到不同的物理硬盘上，这样便于分散硬盘IO，提高数据的读取速度。
数据文件的组合，称作文件组（File Group），数据库不能直接设置存储数据的数据文件，而是通过文件组来指定。
文件和文件组的关系
SQL Server 的数据存储在文件中，文件是实际存储数据的物理实体，文件组是逻辑对象， SQL Server 通过文件组来管理文件。
一个数据库有一个或多个文件组，其中主文件组（Primary File Group）是系统自动创建的，用户可以根据需要添加文件组。
每一个文件组管理一个或多个文件，其中主文件组中包含主要数据文件（*. mdf ），主文件组中也可以包含次要数据文件 。（主要数据文件是系统默认生成的，并且在数据库中是唯一的；次要数据文件是用户根据需要添加的。）除了主文件组之外，其他文件组只能包含辅助文件。
如下示例数据库，系统已自动创建主文件组 PRIMARY，勾选 Default 表示将主文件组设置为默认文件
组，即如果在 create table 和 create index 时没有指定 FileGroup 选项，那么 SQL Server 将使用默认的 PRIMARY 文件组来存储数据。
文件组是一个逻辑实体，实际上，数据存储在文件中（ .mdf和.ndf ）中，每一个文件组中都包含文
件，如下图：
由上图可以看到，数据库文件的元数据：
- Logical Name – 数据库数据文件的逻辑名称，用于数据压缩DBCC ShrinkFile等；
- File Type – 文件类型，有两种：Rows Data（存储数据）和 Log（存储日志）；
- Size – 文件初始大小；
- Autogrowth/Maxsize – Autogrowth 表示文件自动增加的步长；
- Maxsize 表示文件大小的最大值限制；
- Path – 文件存放路径；
- File Name – 文件的物理名称，逻辑名称和物理名可以不同 。
文件组的优缺点
优点
通常情况下，小型的数据库并不需要创建多个文件来分布数据。但是随着数据的增长，使用单个文件的弊端就开始显现。
首先：使用多个文件分布数据到多个硬盘中可以极大的提高IO性能.
- 对于单分区表，数据只能存到一个文件组中。如果把文件组内的数据文件分布在不同的物理硬盘上，那么SQL Server能同时从不同的物理硬盘上读写数据，把IO负载分散到不同的硬盘上。
- 对于多分区表，每个分区使用一个文件组，把不同的数据子集存储在不同的磁盘上，SQL Server在读写某一个分组的数据时，能够调用不同的硬盘IO。
其次：多个文件对于数据略多的数据库来说，备份和恢复都会轻松很多.
从用户的角度来说，创建对象时需要指定存储文件组的只有三种数据对象：表，索引和大对象(LOB)。
SQL Server根据每个文件设置的初始大小和增量值自动分配新加入的空间，假设在同一文件A设置的大小为文件B的两倍，新增一个数据占用3页，则按比例将2页分配到文件A中，1页分配到文件B中
缺点
显而易见，使用多文件需要占用更多的磁盘空间。这是因为每个文件中都有自己的一套B树组织方式，和自己的增长空间。当然了，还有一套自己的碎片-.-但是在大多数情况下，多占点磁盘空间带来的弊端要远远小于多文件带来的好处.
