SQL Server 2012：SQL Server体系结构——一个查询的生命周期（第1部分）

为了缩小读取操作所涉及范围，本文首先着眼于简单的SELECT查询，然后引入执行更新操作有关的附加过程。最后你会读到，优化性能时SQLServer使用还原工具的相关术语和流程。

关系和存储引擎

如图所示，SQL Server被分为2个主要引擎：关系引擎和存储引擎。关系引擎有时也被称为查询处理器，因为它的主要功能是查询优化和执行。它包含检查查询语法和准备查询树的命令解析器；查询优化器毫无疑问是任何数据库系统中皇冠上的宝石；查询执行器对执行（查询计划）负责。

存储引擎对所有数据输入、输出管理负责。它包含用来处理行、索引、页、分配和行版本等修改的输入、输出请求的存取方法；缓存区管理器，与SQL Server主要内存用户缓冲池打交道。它还包含处理用来维持一致性（ACID）的数据锁和管理事务日志的事务管理器。

缓冲池

在进入查询生命周期之前你需要知道的其它主要组件是缓冲池，在SQL Server中是最大的内存用户。缓冲池里包含SQL Server中的所有不同缓存，包括计划缓存和数据缓存，计划缓存会接在透过它生命周期的查询后的章节谈到。

一个简单的SELECT查询

在这个例子中，使用的查询细节不重要——没有join的简单SELECT语句，因为你只是发起一起简单的读取请求。从客户端开始，那里你首先接触的组件是SQL Server网络接口（SNI）。

SQL Server网络接口（SNI）

SQL Server网络接口（SNI）是建立客户端和服务器端网络连接的协议层。它由数据库引擎和SQL Server本地客户（SQL Server Native Client：SNAC）都用到的一系列API组成。SNI代表在SQL Server 2000里建立的网络库和包含在操作系统里的微软数据访问组件（Microsoft Data Access Components：MDAC）。

SNI不是被直接配置的；你要配置在客户端和服务器端的网络协议。SQL Server支持下列协议：

共享内存（Shared memory）——简单、快速，共享内存是用来连接本地（与SQL Server一样的计算机）运行客户端的默认协议。只能用在本地，没有配置属性，当从本地机器连接时始终是首次尝试的。
TCP/IP——这是最常用于SQL Server的访问协议。它通过指定IP地址和端口号使你可以连接到SQL Server。通常，当你指定一个连接实例时它会自动发生。你的内部命名解析系统解析实例名的主机名为IP地址，不管你为默认实例连接到默认TCP 1433端口还是用SQL浏览服务为命名实例使用UDP 1434找到正确的端口。
命名管道（Named Pipes）——TCP/IP和命名管道（Named Pipes）是在架构里被使用的兼容协议。命名管道（Named Pipes）被开发来用于局域网（LANs），但也可以被不高效的用于低速网络，例如广域网（WANs）。

使用命名管道（Named Pipes）首先需要在为SQL Server配置管理器（SQL Server Configuration Manager）使它生效（如果你要远程连接的话），然后创建一个使用命名管道（Named Pipes）作为协议连接到服务器的SQL Server别名。

命名管道（Named Pipes）使用TCP 445端口，在2个电脑间的任何防火墙里请确保这个端口被打开，包括Windows防火墙。

VIA——虚拟接口适配器（Virtual Interface Adapter：VIA）是两个系统间高性能通讯的协议，它需要在终端和专门连接口都要有特制硬件。

与命名管道（Named Pipes）一样，使用VIA协议首先需要在为SQL Server配置管理器（SQL Server Configuration Manager）使它生效，然后创建一个使用虚拟接口适配器（Virtual Interface Adapter：VIA）作为协议连接到服务器的SQL Server别名.虽然SQL Server 2012还支持VIA协议，从以后的版本开始它会被移除，因为新安装时需要避免这个协议被安装。

不管使用哪种协议，一旦连接被建立，SQL Server网络接口（SNI）在服务器上与表格数据流（TDS）终结点（下面会介绍）创建一个完全连接，用它来发送请求和接收数据。这里追随透过它生命周期的查询的目的是，你发送SELECT语句且在等待接收结果集。

表格数据流终结点（Tabular Data Stream（TDS） Endpoints）

TDS是微软所有最先由Sybase设计用来与数据库服务器交互的协议。使用例如TCP/IP的网络协议一旦连接被接通，与相关TDS终结点的联系会被创建，它在客户端与服务器端之间担当着通信点。

每个网络协议都有一个TDS终结点，并且还有一个会被专用网络连接（dedicated administrator connection：DAC）使用。一旦连通性被创建，TDS消息会被用做客户端与服务器端间的沟通。

SELECT语句是穿过TCP/IP协议（TCP/IP是默认协议）作为TDS消息发送给SQL Server。

协议层（Protocal Layer）

当SQL Server中的协议层（Protocal Layer）收到你的TDS包，它会倒转SQL Server网络接口（SNI）的工作，把包拆开找出里面包含的请求是什么。协议层（Protocal Layer）同样对把结果和状态消息打包并作为TDS消息发回给客户端负责。

我们的SELECT语句在TDS包里标记为”SQL命令“类型的消息，因为它传给下一个组件，命令分析器（Command Parser），开始走向执行的道路。

上图显示了我们的查询现在到哪里了。在客户端，语句被SQL Server网络接口（SNI）打包在TDS包里并发送给SQL Server中的协议层（Protocal Layer），在那里被拆包，识别为SQL命令，这个代码被SQL Server网络接口（SNI）发送给命令解析器（Command Parser）。

命令分析器（Command Parser）

命令分析器（Comamnd Parser）的角色是处理T-SQL语言事件（language events）。它首先检查语法并通过协议层（protocol layer）返回给客户端任何语法错误。如果语法是有效的，然后下一步就是生成查询计划（query plan）或查找已存在的计划。查询计划（query plan）包含SQL Server将如何去执行这段代码的细节。它通常被称为执行计划（execution plan）。

为了检查查询计划（query plan），命令分析器（Comamnd Parser）会生成T-SQL的散列（hash）并核对计划缓存（plan cache）来决定是否有合适的计划已经存在。计划缓存（plan cache）是在缓冲池（buffer pool）里用来缓存查询计划（query plan）的区域。如果找到匹配的，从缓存里这个计划会被读取并传给查询执行器（Query Executor）去执行。（下一篇将介绍如果没有找到匹配会发生什么。）