使用SQL Server 2008的FILESTREAM特性管理文件
原創(chuàng)【51CTO快譯】
SQL Server的FILESTREAM（文件流）特性簡(jiǎn)化了基于文件的數(shù)據(jù)（如圖像）和關(guān)系數(shù)據(jù)同步的過程。
幾乎所有的應(yīng)用程序都需要某種類型的數(shù)據(jù)集，至少在檢索某些數(shù)據(jù)和在用戶界面中顯示時(shí)要用到，通常，應(yīng)用程序會(huì)使用到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這樣就引入了極大的挑戰(zhàn)，你不得不在一個(gè)事務(wù)中創(chuàng)建、更新、刪除和讀取這些完全不同的數(shù)據(jù)類型，當(dāng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)駐留在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中而非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)卻存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中時(shí)，這個(gè)問題尤為嚴(yán)重。SQL Server 2008新的FILESTREAM（文件流）特性可以幫助解決這個(gè)問題，它讓你可以將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中，但仍然保持了事務(wù)的完整性，本文探討FILESTREAM（文件流）的特性和優(yōu)點(diǎn)，以及如何運(yùn)用它幫助你對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行更好地控制。
非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)選項(xiàng)
在SQL Server 2005中，構(gòu)建一個(gè)既依賴于結(jié)構(gòu)化（關(guān)系）數(shù)據(jù)有依賴于非結(jié)構(gòu)化（無關(guān)系）數(shù)據(jù)時(shí)，你有兩個(gè)選擇：
在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在一個(gè)專用的存儲(chǔ)中存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如文件系統(tǒng)和文件服務(wù)器，雖然這種方法成本合算，但它引入了額外的復(fù)雜度，因?yàn)槟阈枰珀P(guān)系和非關(guān)系系統(tǒng)管理事務(wù)的完整性。
將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，多年以來，數(shù)據(jù)庫一直都支持存儲(chǔ)非關(guān)系數(shù)據(jù)，如二進(jìn)制大對(duì)象，或BLOB，SQL Server稱之為varbinary數(shù)據(jù)類型，雖然在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)這種數(shù)據(jù)是很方便的，但成本費(fèi)用會(huì)更高，所需的磁盤空間更多，存儲(chǔ)和檢索時(shí)間更長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)用程序的整體性能也會(huì)有負(fù)面影響。
在SQL Server 2008中，新的FILESTREAM（文件流）特性和varbinary列配合，你可以在服務(wù)器的文件系統(tǒng)上存儲(chǔ)真實(shí)的數(shù)據(jù)，但可以在數(shù)據(jù)庫上下文內(nèi)管理和訪問，這個(gè)特性讓SQL Server不僅可以維護(hù)好數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄的完整性，也能夠維護(hù)好數(shù)據(jù)庫記錄和外部文件之間的完整性。因?yàn)檫@個(gè)特性是在現(xiàn)有的varbinary(max)數(shù)據(jù)類型之上實(shí)現(xiàn)的，開發(fā)人員可以輕易地用上這個(gè)特性，不用對(duì)應(yīng)用程序的架構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)。
什么時(shí)候使用FILESTREAM（文件流）
在下列任一情景下你都可以考慮使用FILESTREAM（文件流）：
當(dāng)你存儲(chǔ)平均大小不低于1MB的BLOB數(shù)據(jù)類型時(shí)。
當(dāng)你需要更快、只讀訪問來自應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)時(shí)。
當(dāng)你想直接從應(yīng)用程序的中間層代碼訪問BLOB時(shí)。
當(dāng)你需要為單個(gè)數(shù)據(jù)庫事務(wù)在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)非關(guān)系數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)。
啟用FILESTREAM（文件流）
默認(rèn)情況下，F(xiàn)ILESTREAM（文件流）特性是被禁用了的，因此在使用之前，你必須按照下面的步驟配置服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫實(shí)例：
1、要啟用服務(wù)器實(shí)例上的FILESTREAM（文件流），打開SQL Server配置管理器，在SQL Server服務(wù)上點(diǎn)擊右鍵，然后點(diǎn)擊打開，你會(huì)看到一串服務(wù)器，在你想要啟用FILESTREAM（文件流）的SQL Server實(shí)例上點(diǎn)擊右鍵，從右鍵菜單中選擇“屬性”，切換到FILESTREAM（文件流）標(biāo)簽，檢查“為Transact-SQL訪問啟用FILESTREAM（文件流）”選項(xiàng)，參考圖1 ，你也可以在這個(gè)標(biāo)簽頁為文件I/O流訪問啟用FILESTREAM（文件流）。
圖1 啟用FILESTREAM（文件流）-在為數(shù)據(jù)庫實(shí)例配置使用FILESTREAM（文件流）訪問之前必須為想要的SQL Server實(shí)例啟用FILESTREAM（文件流）
2、要為數(shù)據(jù)庫實(shí)例啟用FILESTREAM（文件流），執(zhí)行系統(tǒng)存儲(chǔ)過程sp_configure，并設(shè)置filestream_access_level參數(shù)的值為2，如下：
EXEC sp_configure filestream_access_level, 2 GO RECONFIGURE GO |
filestream_access_level參數(shù)有效的值包括：
◆ 0 在該實(shí)例上禁用FILESTREAM（文件流），這是默認(rèn)值。
◆ 1 為Transact-SQL訪問啟用FILESTREAM（文件流）
◆ 2 為Transact-SQL和Win32流訪問啟用FILESTREAM（文件流）
完成服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫實(shí)例配置后，接下來是創(chuàng)建存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的真實(shí)數(shù)據(jù)庫，因?yàn)镕ILESTREAM（文件流）是專門為存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)上的二進(jìn)制數(shù)據(jù)創(chuàng)建的，使用CREATE DATABASE語句時(shí)，專門創(chuàng)建一個(gè)FILEGROUP標(biāo)記為流：
CREATE DATABASE FILESTREAMExample |
接下來，創(chuàng)建一個(gè)表，將它的一個(gè)列指派為VARBINARY(MAX) FILESTREAM數(shù)據(jù)類型：
CREATE TABLE Product |
前面的表定義指定Picture列為varbinary(max)類型，并啟用了FILESTREAM（文件流）屬性，注意：凡是有FILESTREAM（文件流）列的表必須要包括一個(gè)非空唯一性ROWGUID列。
所有存儲(chǔ)在Picture列中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)都不能通過文件系統(tǒng)訪問，訪問這個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的唯一方法是通過標(biāo)準(zhǔn)的CRUD (INSERT，UPDATE和 DELETE)SQL語句，下面的例子是向Product表中插入一行數(shù)據(jù)：
INSERT INTO Product VALUES(1, 'Bicycle', 0x00, default) |
插入的新行ProductID等于1，Name包括Bicycle，Picture列為NULL，RowGuid列包括一些默認(rèn)的GUID值，現(xiàn)在你可以在.NET程序中檢索這一行，當(dāng)然也可以覆蓋和擴(kuò)展它的內(nèi)容。
#p#
使用FILESTREAM（文件流）寫入數(shù)據(jù)
在這個(gè)例子中，假設(shè)用戶產(chǎn)生了一些輸入，要將這些輸入內(nèi)容轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，并將其存儲(chǔ)在Product表的Picture列中，接下來創(chuàng)建一個(gè)Visual C#視窗應(yīng)用程序，命名為FileStreamExample，在新項(xiàng)目的默認(rèn)表單上，添加一個(gè)按鈕，命名為btnWriteFile，一個(gè)名叫txtInput的文本輸入框（TextBox），一個(gè)命名為lstResults的列表框（ListBox），然后，在按鈕上雙擊創(chuàng)建一個(gè)click事件處理器，包括清單1中的代碼。
清單1 使用FILESTREAM存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
private void btnWriteFile_Click(object sender, EventArgs e)
{
string connectionString =
ConfigurationManager.ConnectionStrings
["fileStreamDB"].ConnectionString;
using (SqlConnection connection = new
SqlConnection(connectionString))
{
connection.Open();
SqlCommand command = new SqlCommand();
command.Connection = connection;
//Get the PathName of the File from the database
command.CommandText = "SELECT Picture.PathName(), " +
"GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT() FROM Product " +
"WHERE ProductID = 1";
SqlTransaction transaction = connection.BeginTransaction
(IsolationLevel.ReadCommitted);
command.Transaction = transaction;
using (SqlDataReader reader = command.ExecuteReader())
{
while (reader.Read())
{
string path = reader.GetString(0);
SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
(byte[])reader.GetValue(1), FileAccess.Write,
FileOptions.SequentialScan, 0);
string contents = txtInput.Text;
stream.Write((System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(contents)),
0, contents.Length);
stream.Close();
}
}
transaction.Commit();
}
MessageBox.Show("File contents successfully written");
}
它從app.config使用ConfigurationManager.ConnectionStrings屬性檢索連接字符串：
string connectionString = ConfigurationManager.ConnectionStrings |
連接字符串存儲(chǔ)在app.config中，如下：
＜?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?＞ |
接下來它打開一個(gè)到數(shù)據(jù)庫的連接，為SqlCommand對(duì)象分配屬性值，然后以ProductID=1為條件檢索Products表：
command.Connection = connection; |
這個(gè)SQL語句使用了新的函數(shù)GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT ()檢索當(dāng)前運(yùn)行的會(huì)話事務(wù)，你可以綁定FILESTREAM（文件流）文件系統(tǒng)操作到該事務(wù)上，但這個(gè)事務(wù)必須是已經(jīng)啟動(dòng)了的，并且也不能被異常終止或提交，當(dāng)沒有明確啟動(dòng)的事務(wù)可用的，它返回NULL值。
因此，下面的代碼調(diào)用SqlConnection.BeginTransaction()方法創(chuàng)建一個(gè)新的SqlTransaction對(duì)象，并將其分配給SqlCommand對(duì)象：
SqlTransaction transaction = |
至此，清單1啟動(dòng)ExecuteReader()方法執(zhí)行SQL語句，執(zhí)行完查詢后，返回文件流的路徑，并向它分配一個(gè)本地變量：
string path = reader.GetString(0); |
你需要一個(gè)流寫入到文件中，因此，接下來要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)SqlFileStream類的實(shí)例，提供路徑、事務(wù)上下文、文件訪問目錄、文件選項(xiàng)一覽表和分配大?。?/P>
SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path, |
SqlFileStream類是一個(gè)新類（SQL Server 2008中才引入的），它提供了以字節(jié)序列方式訪問FILESTREAM（文件流）列的方法，表1對(duì)SqlFileStream類暴露在外的屬性做了一個(gè)簡(jiǎn)單的描述。
表1 SqlFileStream類屬性
接下來清單1開始檢索用戶的輸入，轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，然后寫入到文件流中：
string contents = txtInput.Text; |
最后，清單1調(diào)用SqlTransaction.Commit()方法提交事務(wù)：
transaction.Commit(); |
以上就是往由數(shù)據(jù)庫管理的啟用了FILESTREAM（文件流）特性的文件的基本過程，既然已經(jīng)知道如何寫入FILESTREAM列，那從FILESTREAM列讀取就簡(jiǎn)單了。
#p#
使用FILESTREAM讀取數(shù)據(jù)
在C#項(xiàng)目的默認(rèn)表單上，添加一個(gè)按鈕，命名為btnReadFile，在click事件中插入清單2中的代碼。
清單2 使用FILESTREAM讀取數(shù)據(jù)。這個(gè)click事件處理程序從數(shù)據(jù)庫讀取FILESTREAM列中的內(nèi)容。
{
string connectionString = ConfigurationManager.ConnectionStrings
["fileStreamDB"].ConnectionString;
using (SqlConnection connection = new
SqlConnection(connectionString))
{
connection.Open();
SqlCommand command = new SqlCommand();
command.Connection = connection;
//Get the PathName of the File from the database
command.CommandText = "SELECT Picture.PathName(), "
+ "GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT() FROM Product "
+ "WHERE ProductID = 1";
SqlTransaction transaction =
connection.BeginTransaction(IsolationLevel.ReadCommitted);
command.Transaction = transaction;
using (SqlDataReader reader = command.ExecuteReader())
{
while (reader.Read())
{
string path = reader.GetString(0);
SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
(byte[])reader.GetValue(1),FileAccess.Read,
FileOptions.SequentialScan, 0);
lstResults.Items.Clear();
int length = (int) stream.Length;
byte[] contents = new byte[length];
stream.Read(contents,0,length);
string results = System.Text.Encoding.ASCII.GetString
(contents);
lstResults.Items.Add(results);
stream.Close();
}
}
transaction.Commit();
}
}
為了簡(jiǎn)單起見，我只討論與前面不同的代碼，當(dāng)你創(chuàng)建一個(gè)SqlFileStream時(shí)，你需要指出你打開的文件流：
SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path, |
接下來，讀取文件流的內(nèi)容，轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，再轉(zhuǎn)換成字符串，最后在列表框（ListBox）中顯示出來：
int length = (int) stream.Length; |
當(dāng)你運(yùn)行這個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，你會(huì)看到一個(gè)類似于圖2的屏幕，當(dāng)你點(diǎn)擊“寫入文件”按鈕時(shí)，應(yīng)用程序把文本框（TextBox）中的內(nèi)容寫入到文件流中；當(dāng)你點(diǎn)擊“讀取文件”按鈕時(shí)，應(yīng)用程序從文件流讀取內(nèi)容，將其顯示在列表框（ListBox）中。
圖2 示例項(xiàng)目-通過使用SqlFileStream類讀取和寫入FILESTREAM列中的內(nèi)容
接下來的例子顯示如何擴(kuò)展現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的文件流。
使用FILESTREAM追加數(shù)據(jù)
增加一個(gè)命令按鈕，命名為btnAppendFile，使用清單3中的代碼作為它的click事件處理程序代碼。
清單3 使用FILESTREAM追加數(shù)據(jù)
private void btnAppendFile_Click(object sender, EventArgs e)
{
string connectionString =
ConfigurationManager.ConnectionStrings
["fileStreamDB"].ConnectionString;
using (SqlConnection connection = new
SqlConnection(connectionString))
{
connection.Open();
SqlCommand command = new SqlCommand();
command.Connection = connection;
//Get the PathName of the File from the database
command.CommandText = "SELECT Picture.PathName(), "
+ "GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT() FROM Product "
+ "WHERE ProductID = 1";
SqlTransaction transaction =
connection.BeginTransaction(IsolationLevel.ReadCommitted);
command.Transaction = transaction;
using (SqlDataReader reader = command.ExecuteReader())
{
while (reader.Read())
{
string path = reader.GetString(0);
SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
(byte[])reader.GetValue(1), FileAccess.ReadWrite,
FileOptions.SequentialScan, 0);
stream.Seek(0, SeekOrigin.End);
string contents = txtInput.Text;
stream.Write((System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes
(contents)), 0, contents.Length);
stream.Close();
}
}
transaction.Commit();
}
MessageBox.Show("File contents successfully appended");
}
這次當(dāng)你實(shí)例化SqlFileStream對(duì)象時(shí)，將文件訪問權(quán)設(shè)為ReadWrite，因此你可以讀取和寫入文件流。
SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path, |
然后移動(dòng)文件流的指針到文件末尾，這樣你就可以追加數(shù)據(jù)了：
stream.Seek(0, SeekOrigin.End); |
接下來使用SqlFileStream.Write()方法將用戶輸入的內(nèi)容寫入到文件流中：
stream.Write((System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes |
最后調(diào)用SqlTransaction.Commit()方法提交事務(wù)。
FILESTREAM的優(yōu)點(diǎn)
這就是全部過程，現(xiàn)在你可以讀取、寫入和追加數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫管理的文件中了，雖然這個(gè)過程可能比使用文件或在BLOB中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)更復(fù)雜一些，你會(huì)發(fā)現(xiàn)使用數(shù)據(jù)庫來管理文件由許多好處。
◆ 使用單個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就可以同時(shí)訪問非關(guān)系和關(guān)系數(shù)據(jù)。
◆ 在數(shù)據(jù)庫備份和還原期間SQL Server自動(dòng)包括非關(guān)系數(shù)據(jù)（BLOB）。
◆ 沒有文件大小限制，varbinary(max)數(shù)據(jù)類型最大不能超過2GB，唯一受限的就是NTFS文件系統(tǒng)上的可用空間。
◆ 你可以在單個(gè)事務(wù)中同時(shí)插入、更新和刪除關(guān)系數(shù)據(jù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)。
◆ 使用FILESTREAM效率更高，因?yàn)镾QL Server不再使用緩沖區(qū)內(nèi)存操作非關(guān)系數(shù)據(jù)（BLOB）。
◆ 你可以使用ADO.NET在中間層代碼直接訪問非關(guān)系數(shù)據(jù)，不用再求值于獨(dú)立的API了。
◆ 依賴于文件大小，NTFS文件系統(tǒng)可以比SQL Server更快地保存和檢索大型BLOB。
本文向你展示了如何實(shí)現(xiàn)新的FILESTREAM特性，正如你所看到的，當(dāng)你想在一個(gè)事務(wù)中同時(shí)存儲(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)時(shí)，F(xiàn)ILESTREAM提供了一個(gè)易于使用的事務(wù)編程模型。
原文：Managing Files with SQL Server 2008's FILESTREAM Feature
作者：Thiru Thangarathinam
【51CTO獨(dú)家譯稿，合作站點(diǎn)轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明原文譯者和出處為51CTO.com】
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