對于已經(jīng)很熟悉T-SQL的讀者，或者對于較專業(yè)的DBA來說，邏輯的增刪改查，或者較復雜的SQL語句，都是非常簡單的，不存在任何挑戰(zhàn)，不值得一提，那么，SQL的哪些方面是他們的挑戰(zhàn) 或者軟肋呢?

那就是sql優(yōu)化。然而，要想成為一個好的Sql優(yōu)化高手，首先要做的一件事無疑就是了解sql語句在SQL Server中是如何執(zhí)行的。在這一系列中，我們將開始sqlserver優(yōu)化系列講解，本講為優(yōu)化系列的開篇文章，在本篇文章中，我們將重點講解SQL Server體系結(jié)構(gòu)。

在正式講解之前，我們先來看看如下問題，你是否遇到過，若你遇到過且成功解決，那么這篇文章，你可以跳過。

為了測試需要，我們先模擬插入5億3千多萬條數(shù)據(jù)。

SELECT COUNT(1) FROM BigDataTest 

(一)查詢緩慢問題

*，臨時表，表連接，子查詢等造成的查詢緩慢問題，你能解決嗎?

(二)內(nèi)存泄漏

如下查詢了8分2秒，然后內(nèi)存溢出，你知道問題嗎?

SELECT * FROM BigDataTest 

(三)經(jīng)常聽說如下概念，你都能解決嗎?

事務與鎖(請參考我另一篇文章：淺談SQL Server事務與鎖(上篇)https://www.cnblogs.com/wangjiming/p/8396986.html，ACID，隔離級別，臟讀，分表分庫，水平拆分，垂直拆分，高并發(fā)等

一、SQL Server體系結(jié)構(gòu)抽象

二、SQL Server體系結(jié)構(gòu)概述

SQL Server核心體系結(jié)構(gòu)，大致包括六大部分：客戶端訪問工具、SQL Server 網(wǎng)絡接口(SQL Server Network Interface,SNI)、關系引擎、存儲引擎、

磁盤和緩沖池。下圖為SQL Server核心體系大致輪廓圖。

(一)SQL Server客戶端訪問工具

SQL Server客戶端訪問工具，提供了遠程訪問技術，它與SQL Server服務端基于一定的協(xié)議，使其能夠遠程訪問數(shù)據(jù)庫，就像在本地操作數(shù)據(jù)庫一樣，如我們經(jīng)常用的

Microsoft SQL Server Management Studio。

SQL Server客戶端訪問工具是比較多的，其中比較流行的要數(shù)Microsoft SQL Server Management Studio 和Navicat(Navicat在MySQL中也是比較常用的)了，至于其他工具，本篇文章就不列舉了，感興趣的讀者朋友，可以查詢一下。

(二)SQL Server網(wǎng)絡協(xié)議

SQL Server網(wǎng)絡協(xié)議，又叫SQL Server網(wǎng)絡接口(SNI)，它是構(gòu)成客戶端和服務端通信的橋梁，它與SQL Server服務端基于一定協(xié)議，方可通信，如我們在客戶端輸入一條查詢語句SELECT * FROM BigDataTest，這條語句，只有客戶端和服務端基于一定協(xié)議，方可被服務端解析，否則，被視為無效語句。

SQL Server網(wǎng)絡協(xié)議，由一組API構(gòu)成，這些API供SQL Server數(shù)據(jù)庫引擎和SQL Server本地客戶端調(diào)用，如實現(xiàn)最基本的CRUD通信。

SQL Server 網(wǎng)絡接口(SQL Server Network Interface,SNI)只需要在客戶端和服務端配置網(wǎng)絡協(xié)議即可，它支持一下協(xié)議：

(1)共享內(nèi)存

(2)TCP/IP

(3)命名管道

(4)VIA

(三)關系引擎

關系引擎，也叫查詢引擎，其主要功能是負責處理SQL語句，其核心組件由三部分組成：命令分析器、查詢優(yōu)化器和查詢執(zhí)行器。

(1)命令分析器：負責解析客戶端傳遞過來的T-SQL語句，如客戶端傳遞一條SQL語句：SELECT * FROM BigDataTest，它會檢查該語句的語法結(jié)構(gòu)，若語法

錯誤，它會將錯誤返回給協(xié)議層，然后協(xié)議層將錯誤返回給客戶端;如果語法結(jié)構(gòu)正確，它會根據(jù)查詢命令生成查詢計劃或?qū)ふ乙粋€已存在的查詢計劃(先在緩沖池計劃緩存中查找，若找到，則直接給查詢執(zhí)行器執(zhí)行，若未找到，則會生成基于T-SQL的查詢樹，然后交給查詢優(yōu)化器優(yōu)化)

(2)查詢優(yōu)化器：負責優(yōu)化命令解析器生成的T-SQL查詢樹(基于資源的優(yōu)化，而非基于時間的優(yōu)化)，然后將最終優(yōu)化結(jié)果傳遞給查詢執(zhí)行器執(zhí)行。查詢優(yōu)化器是基于

“資源開銷”的優(yōu)化器，這種算法評估多種可執(zhí)行的查詢方式，并從中選擇開銷***的方案作為優(yōu)化結(jié)果，然后將該結(jié)果生成查詢計劃輸出給查詢執(zhí)行器。注意，查詢優(yōu)化器是“基于資源開銷***”而非“基于方案***”，也就是，查詢優(yōu)化器的最終優(yōu)化結(jié)果未必是***的方案，但一定是資源開銷***的方案。

(3)查詢執(zhí)行器：負責執(zhí)行查詢。假若查詢執(zhí)行器接收到命令解析器或查詢優(yōu)化器傳遞過來的SQL語句：SELECT * FROM BigDataTest，它通過OLE DB接口傳遞到存儲引擎，再傳遞到存儲引擎的訪問方法。

(四)存儲引擎

存儲引擎，本質(zhì)就是管理資源存儲的，它的核心組件包括三部分：訪問方法、事務管理器和緩沖區(qū)管理器。

(1)訪問方法：訪問方法本質(zhì)是一個接口，供查詢執(zhí)行器調(diào)用(該接口提供了所有檢索數(shù)據(jù)的代碼，接口的實際執(zhí)行是由緩沖區(qū)管理器來執(zhí)行的)，假若查詢執(zhí)行器傳遞一條SQL語句：

SELECT * FROM BigDataTest，訪問方法接收到該請求命令后，就會調(diào)用緩沖區(qū)管理器，緩沖區(qū)管理器就會調(diào)用緩沖池的計劃緩存，在計劃緩存中尋找到相應的結(jié)果集，然后返回給關系引擎。

(2)緩沖區(qū)管理器：供訪問方法調(diào)用，管理緩沖池，在緩沖池中查詢相應資源并返回結(jié)果集，供訪問方法返回給關系引擎。

(3)事務管理器：主要負責事務的管理(ACID管理)和高并發(fā)管理(鎖)，它包括兩個核心組件(日志管理器和鎖管理器)，鎖管理器負責提供并發(fā)數(shù)據(jù)訪問，設置隔離級別等;日志管理器負責記錄所有訪問方法操作動作，如基本的CRUD。

(五)緩沖池

緩沖池駐于內(nèi)存中，是磁盤和緩沖區(qū)管理器的橋梁SQL Server中，所有資源的查詢都是在內(nèi)存中進行的，即在緩沖池中進行的，假若緩沖池接收到緩沖區(qū)管理器傳遞過來的的一條SQL語句：SELECT * FROM BigDataTest，緩沖區(qū)管理器數(shù)據(jù)緩存先從磁盤數(shù)據(jù)庫中取滿足條件的結(jié)果集，然后放在緩沖池數(shù)據(jù)緩沖中，然后以結(jié)果集的形式返回給緩沖區(qū)管理器，供訪問方法返回給關系引擎的查詢執(zhí)行器，然后返回給協(xié)議層，協(xié)議層再返回給客戶端。注意，這里操作的是緩沖池中數(shù)據(jù)，而不是磁盤DB中的數(shù)據(jù)，并且操作的緩沖池數(shù)據(jù)不會立即寫入磁盤，因此就會造成查詢到結(jié)果與BD中的結(jié)果不一致，這就是所謂的臟讀。

緩沖池主要包括兩部分：計劃緩存(生成執(zhí)行計劃是非常耗時耗資源的，計劃緩存主要用來存儲執(zhí)行計劃，以備后續(xù)使用)和數(shù)據(jù)緩存(通常是緩存池中容量***的，消耗內(nèi)存***，從磁盤中讀取的數(shù)據(jù)頁只要放在這里，方可調(diào)用)

(六)磁盤

磁盤主要是用來存儲持久化資源的，如日志資源，數(shù)據(jù)庫資源和緩存池持久化支援等。

三、一個查詢的完整流程

如下為一個比較完善的查詢過程，即第二部分查詢語句：SELECT * FROM BigDataTest 整個過程。

四、參考文獻

【01】《SQL Server 2012 深入解析與性能優(yōu)化 第3版》Christian Bolton,Justin Langford,Glenn Berry,Gavin Payne,Amit Banerjee,Rob Farley著