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SQL Server的FileStream和FileTable深入剖析

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互聯(lián)網(wǎng)時代數(shù)據(jù)是爆炸式增長,我們常常需要把結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(如文檔,演示文稿,視頻,音頻,圖像)存儲在一起。通常有幾種方案:

1。在數(shù)據(jù)庫中存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),在文件系統(tǒng)中存儲非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),然后數(shù)據(jù)庫里有一個字段記錄文件系統(tǒng)的路徑,雖然這種方法成本合算,但它引入了額外的復(fù)雜度,因為你需要手動去保證跨關(guān)系和非關(guān)系系統(tǒng)管理事務(wù)的完整性。
2。將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)都存儲在數(shù)據(jù)庫中,多年以來,數(shù)據(jù)庫一直都支持存儲非關(guān)系數(shù)據(jù),如二進制大對象,或BLOB,SQL Server稱之為varbinary數(shù)據(jù)類型,這樣的好處是能充分利用數(shù)據(jù)庫的特性(如事務(wù)支持,備份和恢復(fù)支持,集成安全性的支持,全文搜索支持等),但成本費用會更高,所需的磁盤空間更多,因為是存儲在同一行數(shù)據(jù)里,存儲和檢索時間更長,對應(yīng)用程序的整體性能也會有負面影響。(如果你寫查詢時用select * from xxx 就很慢了)
3。SQL Server 2008中引入的FILESTREAM數(shù)據(jù)類型來存儲非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),如文檔,演示文稿,視頻,音頻,圖像,數(shù)據(jù)庫中存儲的是文件系統(tǒng)上的一個指針。在SQL Server 2008中,新的FILESTREAM(文件流)特性是在現(xiàn)有的varbinary(max)數(shù)據(jù)類型之上實現(xiàn)的,你可以在服務(wù)器的文件系統(tǒng)上存儲真實的數(shù)據(jù),但可以在數(shù)據(jù)庫上下文內(nèi)管理和訪問。自動保證了事務(wù)的完整性。
4。SQL Server 2012的FileTable則進一步增強,它可以讓應(yīng)用程序通過引入FileTable整合其存儲和數(shù)據(jù)管理組件,允許非事務(wù)性訪問,提供集成的對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的全文搜索和語義搜索。

下面詳細談?wù)勥@兩項新功能。
了解在SQL Server 2008中的FileStream
FILESTREAM數(shù)據(jù)類型作為varbinary(max)列實現(xiàn)的,數(shù)據(jù)是存儲在NTFS文件系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫中存放的是指針。在這種情況下,存儲不再是BLOB的2GB大小的限制,只是受制于NTFS文件系統(tǒng)的文件大小。FileStream是默認禁止的,所以你需要對varbinary(max)列指定FILESTREAM屬性。這樣SQL Server才不會把BLOB存到SQL Server數(shù)據(jù)庫,而是存到NTFS文件系統(tǒng)。
將BLOB數(shù)據(jù)存儲在NTFS文件系統(tǒng)上的帶來了一些好處:
和直接操作NTFS文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流的性能一樣
FILESTREAM數(shù)據(jù)沒有使用SQL Server緩沖池的,因此SQL Server緩沖池的查詢處理,并不會受到FILESTREAM數(shù)據(jù)的影響。
不再有BLOB的2G大小的限制。
事務(wù)的一致性。
SQLServer集成的安全模型。
備份和恢復(fù)時,會包含F(xiàn)ILESTREAM BLOB數(shù)據(jù)。
支持全文搜索。

用SELECT,INSERT,UPDATE和DELETE語句,操作帶FILESTREAM數(shù)據(jù)的表,性能沒有變慢。
為了使用這項新功能,我們首先需要在實例級別啟用它(在安裝過程中,或通過修改SQL Server實例的屬性,或通過使用sp_configure來更改實例屬性),然后創(chuàng)建或修改數(shù)據(jù)庫,有一個文件組有FileStream屬性,然后創(chuàng)建一個表帶有varbinary(max)數(shù)據(jù)類型列,并指定FileStream屬性。

了解SQL Server 2012的FileTable
FileTable使用FILESTREAM的基礎(chǔ)上進一步加強,它既允許直接的,事務(wù)性的,存取FILESTREAM列大型數(shù)據(jù)。FileTable表也可以配置為允許非事務(wù)性訪問文件,而無需事先SQLServer授權(quán)。

FileTable是一種特殊類型的表,它的結(jié)構(gòu)是固定的,不像普通用戶表可以定義自己的字段,就好像它是一個文件夾中的文件系統(tǒng)。一個的FileTable包含的FileStream隨著幾個文件級屬性(file_id,名稱,路徑,創(chuàng)建日期,修改日期,最后訪問時間等),文件和目錄層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。這意味著FileTable中的每一行數(shù)據(jù)代表一個文件系統(tǒng)上的文件或目錄。

FileTable在文件系統(tǒng)表現(xiàn)為一個indows共享目錄,里面有文件和目錄數(shù)據(jù),你可以通過非事務(wù)性的文件訪問(基于Windows API的應(yīng)用程序能夠訪問文件,而無需SQLServer訪問權(quán)限)。對于Windows應(yīng)用程序,這看起來像一個正常的網(wǎng)絡(luò)共享位置的文件和目錄。應(yīng)用程序可以使用Windows API來管理這個網(wǎng)絡(luò)共享位置的文件和目錄。

Windows API操作是非事務(wù)性的,和數(shù)據(jù)庫是不相關(guān)。然而,F(xiàn)ileTable是基于FileStream實現(xiàn)的,所以SQL的事務(wù)是支持的。FileTable也可以通過正常的Transact-SQL命令查詢和更新。他們還集成了SQL Server管理工具和功能,如備份和恢復(fù)。

我們需要分開配置FileTable和FILESTREAM。這意味著,我們可以繼續(xù)只使用FileStream的功能,而無需啟用非事務(wù)性訪問或創(chuàng)建FileTable。
開始使用SQL Server 2012的FileTable
啟用FileStream
復(fù)制代碼 代碼如下:

USE master GO
EXEC sp_configure 'filestream access level', 2
Go
RECONFIGURE GO
--You can use this statement to see current
--config value and running value
EXEC sp_configure filestream_access_level;
GO

按 Ctrl+C 復(fù)制代碼創(chuàng)建LearnFileTable數(shù)據(jù)庫
復(fù)制代碼 代碼如下:

USE master
GO
IF EXISTS (SELECT name FROM sys.databases WHERE name = N'LearnFileTable')
DROP DATABASE LearnFileTable
GO
CREATE DATABASE LearnFileTable
--Details of primary file group
ON PRIMARY
( NAME = LearnFileTable_Primary,
FILENAME =N'D:\FileTable\LearnFileTable_Data.mdf',
SIZE = 10MB,
MAXSIZE = 50MB,
FILEGROWTH = 5MB),
--Details of additional filegroup to be used to store data
FILEGROUP DataGroup
( NAME = LearnFileTable_Data,
FILENAME =N'D:\FileTable\LearnFileTable_Data.ndf',
SIZE = 10MB,
MAXSIZE = 50MB,
FILEGROWTH = 5MB),
--Details of special filegroup to be used to store FILESTREAM data
FILEGROUP FSDataGroup CONTAINS FILESTREAM
( NAME = FileStream,
--FILENAME refers to the path and not to the actual file name. It
--creates a folder which contains a filestream.hdr file and
--also a folder $FSLOG folder as depicted in image below
FILENAME =N'D:\FileTable\FSData')
--Details of log file
LOG ON
(Name = LearnFileTable_Log,
FILENAME = 'D:\FileTable\LearnFileTable_Log.ldf',
SIZE = 5MB,
MAXSIZE = 25MB,
FILEGROWTH = 5MB
)
WITH FILESTREAM (NON_TRANSACTED_ACCESS = FULL, DIRECTORY_NAME = N'LearnFileTable')
--Other option for NON_TRANSACTED_ACCESS is READ_ONLY or OFF
GO

按 Ctrl+C 復(fù)制代碼檢查FileStream/FileTable
復(fù)制代碼 代碼如下:

-- Check the Filestream/FileTable Options
SELECT DB_NAME(database_id), non_transacted_access, non_transacted_access_desc, directory_name FROM sys.database_filestream_options
WHERE DB_NAME(database_id) = 'LearnFileTable'

 
創(chuàng)建FileTable
復(fù)制代碼 代碼如下:

USE LearnFileTable
GO
CREATE TABLE MyFirstFileTable AS FileTable
WITH
(
FileTable_Directory = 'MyFirstFileTable',
FileTable_Collate_Filename = database_default
);
GO

按 Ctrl+C 復(fù)制代碼如果我們創(chuàng)建FileTable前沒有啟用FileStream,會報錯
Msg 1969, Level 16, State 1, Line 1 Default FILESTREAM filegroup is not available in database 'database_name>'創(chuàng)建后,我們查詢一下,沒有記錄
USE LearnFileTable SELECT * FROM [dbo].[MyFirstFileTable]
 
在企業(yè)管理器選擇FileTable,右鍵 "Explorer FileTable Directory" link as shown below:
 
你會看到網(wǎng)絡(luò)共享目錄. 手動添加幾個文件到該目錄,我們返回SQLServer企業(yè)管理器看看有什么事情發(fā)生:
 
再運行一次查詢語句
USE LearnFileTable SELECT * FROM [dbo].[MyFirstFileTable]
 
總結(jié)
在這篇文章中,我談到了利用SQL Server的FileStream和FileTable功能存儲非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。 FILESTREAM功能在文件系統(tǒng)中存儲​​非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),并把文件的指針保存在數(shù)據(jù)庫,而FileTable進一步擴展了這一功能允許非事務(wù)性訪問(訪問文件,而無需事先授權(quán),共享位置)。換句話說,有了這個功能,我們可以通過文件系統(tǒng)來管理非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),而不是在SQL Server管理,卻依然可以在SQL Server中的事務(wù)訪問這些文件。
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