SQL Server的FileStream和FileTable深入剖析

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏邀请

互联网时代数据是爆炸式增长，我们常常需要把结构化数据和非结构化数据（如文档，演示文稿，视频，音频，图像）存储在一起。通常有几种方案：

1。在数据库中存储结构化数据，在文件系统中存储非结构化数据，然后数据库里有一个字段记录文件系统的路径，虽然这种方法成本合算，但它引入了额外的复杂度，因为你需要手动去保证跨关系和非关系系统管理事务的完整性。
2。将结构化数据和非结构化数据都存储在数据库中，多年以来，数据库一直都支持存储非关系数据，如二进制大对象，或BLOB，SQL Server称之为varbinary数据类型，这样的好处是能充分利用数据库的特性（如事务支持，备份和恢复支持，集成安全性的支持，全文搜索支持等），但成本费用会更高，所需的磁盘空间更多，因为是存储在同一行数据里，存储和检索时间更长，对应用程序的整体性能也会有负面影响。（如果你写查询时用select * from xxx 就很慢了）
3。SQL Server 2008中引入的FILESTREAM数据类型来存储非结构化数据，如文档，演示文稿，视频，音频，图像，数据库中存储的是文件系统上的一个指针。在SQL Server 2008中，新的FILESTREAM（文件流）特性是在现有的varbinary(max)数据类型之上实现的，你可以在服务器的文件系统上存储真实的数据，但可以在数据库上下文内管理和访问。自动保证了事务的完整性。
4。SQL Server 2012的FileTable则进一步增强，它可以让应用程序通过引入FileTable整合其存储和数据管理组件，允许非事务性访问，提供集成的对非结构化数据和元数据的全文搜索和语义搜索。

下面详细谈谈这两项新功能。
了解在SQL Server 2008中的FileStream
FILESTREAM数据类型作为varbinary（max）列实现的，数据是存储在NTFS文件系统，数据库中存放的是指针。在这种情况下，存储不再是BLOB的2GB大小的限制，只是受制于NTFS文件系统的文件大小。FileStream是默认禁止的，所以你需要对varbinary（max）列指定FILESTREAM属性。这样SQL Server才不会把BLOB存到SQL Server数据库，而是存到NTFS文件系统。
将BLOB数据存储在NTFS文件系统上的带来了一些好处：
和直接操作NTFS文件系统的数据流的性能一样
FILESTREAM数据没有使用SQL Server缓冲池的，因此SQL Server缓冲池的查询处理，并不会受到FILESTREAM数据的影响。
不再有BLOB的2G大小的限制。
事务的一致性。
SQLServer集成的安全模型。
备份和恢复时，会包含FILESTREAM BLOB数据。
支持全文搜索。

用SELECT，INSERT，UPDATE和DELETE语句，操作带FILESTREAM数据的表，性能没有变慢。
为了使用这项新功能，我们首先需要在实例级别启用它（在安装过程中，或通过修改SQL Server实例的属性，或通过使用sp_configure来更改实例属性），然后创建或修改数据库，有一个文件组有FileStream属性，然后创建一个表带有varbinary（max）数据类型列，并指定FileStream属性。

了解SQL Server 2012的FileTable
FileTable使用FILESTREAM的基础上进一步加强，它既允许直接的，事务性的，存取FILESTREAM列大型数据。FileTable表也可以配置为允许非事务性访问文件，而无需事先SQLServer授权。

FileTable是一种特殊类型的表，它的结构是固定的，不像普通用户表可以定义自己的字段，就好像它是一个文件夹中的文件系统。一个的FileTable包含的FileStream随着几个文件级属性（file_id，名称，路径，创建日期，修改日期，最后访问时间等），文件和目录层次结构的数据。这意味着FileTable中的每一行数据代表一个文件系统上的文件或目录。

FileTable在文件系统表现为一个indows共享目录，里面有文件和目录数据，你可以通过非事务性的文件访问（基于Windows API的应用程序能够访问文件，而无需SQLServer访问权限）。对于Windows应用程序，这看起来像一个正常的网络共享位置的文件和目录。应用程序可以使用Windows API来管理这个网络共享位置的文件和目录。

Windows API操作是非事务性的，和数据库是不相关。然而，FileTable是基于FileStream实现的，所以SQL的事务是支持的。FileTable也可以通过正常的Transact-SQL命令查询和更新。他们还集成了SQL Server管理工具和功能，如备份和恢复。

我们需要分开配置FileTable和FILESTREAM。这意味着，我们可以继续只使用FileStream的功能，而无需启用非事务性访问或创建FileTable。
开始使用SQL Server 2012的FileTable
启用FileStream

复制代码代码如下:

 
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 复制代码创建LearnFileTable数据库

复制代码代码如下:

 
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 复制代码检查FileStream/FileTable

复制代码代码如下:

 
-- 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' 

创建FileTable

复制代码代码如下:

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

按 Ctrl+C 复制代码如果我们创建FileTable前没有启用FileStream，会报错
Msg 1969, Level 16, State 1, Line 1 Default FILESTREAM filegroup is not available in database '<database_name>'创建后，我们查询一下，没有记录
USE LearnFileTable SELECT * FROM [dbo].[MyFirstFileTable]

在企业管理器选择FileTable，右键 "Explorer FileTable Directory" link as shown below:

你会看到网络共享目录. 手动添加几个文件到该目录，我们返回SQLServer企业管理器看看有什么事情发生:

再运行一次查询语句
USE LearnFileTable SELECT * FROM [dbo].[MyFirstFileTable]

总结
在这篇文章中，我谈到了利用SQL Server的FileStream和FileTable功能存储非结构化的数据。 FILESTREAM功能在文件系统中存储非结构化数据，并把文件的指针保存在数据库，而FileTable进一步扩展了这一功能允许非事务性访问（访问文件，而无需事先授权，共享位置）。换句话说，有了这个功能，我们可以通过文件系统来管理非结构化数据，而不是在SQL Server管理，却依然可以在SQL Server中的事务访问这些文件。