SQL Server 2000 数据结构剖析(1): 日志文件结构
SQL Server 2000是一个可以自增长的可复写的循环文件，最小增长大小为248K（256K-8K），而一个数据库的多个日志文件，是被轮流选择写入日志的，也就是同时循环使用，所以日志文件如果要增长，也是轮流依次增长。
每一个事务日志文件都被分成若干个小的部分，称为虚拟日志文件（VLF），它是SQL Server日志的最小单元，当整个VLF中的所有记录不在包含活动事务（未提交事务）的信息的时候，比如存在这个VLF的事务刚好提交了，那么这个VLF就处于不活动的状态，能够被SQL Server所复用。
日志文件刚创建时，被分割成如干个相同大小的VLF文件（最少2个，最多16个），创建时，日志文件如果大于1MB，VLF的大小总是64K的倍数，下表提供了日志文件刚创建时的分配情况：
| 日志创建时大小 | VLF数量 | 每个VLF的大小 |
| 小于1MB | 2-4个 | 248KB-334KB |
| 1MB-64MB | 4个 | 256K-16MB |
| 64MB-1GB | 8个 | 8MB-128MB |
| 1GB以上 | 16个 | 64MB或更大 |
日志文件的前8K用来存放日志头信息，后面依次存放VLF，所以，对于一个1MB大小的日志文件，先存放一个8K的日志头以后，显然是放不下4个256K的VLF的，其实SQL Server是存了3个256K的VLF和1个256K-8K=248K的VLF。
日志头信息
这8K的文件头也并非填满了信息，其实只有前42个字节是有用的信息，从42-8192这部分字节都是补0的。下面介绍着42个字节究竟存放了哪些信息。
| 数据类型 | 名称 | 大小 | 描述 |
| UCHAR | lfh_fixedValue | 1 | 用于保护以下区域的重复映射.在SQL Server 2000中,被设为0xAB |
| UCHAR | lfh_parity | 1 | 在0x40和0x80之间切换,以防止这段VLF被重用.在做位填充操作时,在每512字节的小边界处会填充这个值,以便在恢复时判断日志的结尾 |
| USHORT | lfh_versionNo | 2 | 日志文件的格式版本,SQL Server 7时,此值为1,SQL Server 2000时,此值为2 |
| ULONG | lfh_fSeqNo | 4 | VLF的序列号，如果是不活动的，则为0 |
| ULONG | lfh_status | 4 | 活动的是0x02，否则为0 |
| ULONG | lfh_writeSeqNo | 4 | 每次更新时的VLF序列号自增长计数器 |
| ULONGLONG | lfh_fileSize | 8 | VLF的大小 |
| ULONGLONG | lfh_startOffset | 8 | 物理文件开始到这个头文件的位移 |
| LSN | lfh_createLSN | 10 | 此时需要创建的LSN |
日志块结构
每个VLF会包含若干个日志块(log block),而每个日志块依次存放以下信息:
日志块头信息,日志记录(用一个4字节的边界隔开),位置槽数组,一段空白区(用于伸缩填充,以确保后面剩余512个字节作为边界),512字节的边界
日志块总是512字节的倍数(NTFS的sector的大小),最大不会超过60K,一个日志块是一次日志I/O的基本单元. 通常情况下，VLF中的日志块是被填的满满的，但也有时候，VLF中的最后一个日志块是空的，如果VLF剩余的空间装不下这个记录的时候，会保留这个空日志块，而直接去填充下一个VLF。
日志块头信息
| 名称 | 大小 | 偏移量 | 描述 |
| lbk_version | 2 | 0x0 | 日志块的格式版本,SQL Server 7是1,SQL Server 2000是2 |
| lbk_noOfRecords | 2 | 0x2 | 日志块中日志记录的个数 |
| lbk_offsetSlotArray | 2 | 0x4 | 位置槽数组的偏移量 |
| lbk_totalSize | 2 | 0x6 | 日志块的总大小 |
| lbk_status | 2 | 0x8 | 被填充为0x01，非填充为0 |
| lbk_prevBlkSize | 2 | 0xA | 上一个日志块的起始位置的偏移量,这样可以快速地定位前一个日志块的位置,因此SQL Server是可以反向扫描日志块的 |
| lbk_startLSN | 10 | 0xC | 块中第一条记录的LSN |
| lbk_pad | 2 | 0x16 | 用于补齐头信息为四字节的整数倍 |
位置槽数组
位置槽数组是一串2字节偏移量值的数组,反向记录每条记录的偏移量.如下图
字节填充
由于日志块是日志I/O的最小单元，所以日志块占用的磁盘段要么全部写入磁盘，要么全都不写。未能在读取日志块的时候能够检查这种状态，采用一种在这些sector的开头标识一个相同的小标记，这个标记在一个VLF中公用同一个，就是lfh_parity的值，每次重用的时候，在0x40和0x80之间切换，即上次使用了0x40这标记，这次就采用0x80（是不是日志块只有一部分被写到了磁盘中，因为日志块是512字节的倍数，它包换若干个sector，而磁盘的写入是以sector为单位的。）
当然，光这么标记也不行，更重要的是记录这个块的开头和结尾，于是在开头sector多加0X10，在结尾sector多加0x08。在NTFS中，读取一个被重映射的sector，可能会读到一段被0xFE填充的字节，但并不返回错误报告，虽然0xFE的0x40和0x80位都是1，并且0x10和0x08位也都是1，但是显然它是个有问题的，怎么办呢，我们通过0x20位来进行检验（我们之前无论怎么标记，0x20位一定是0，但是如果是0xFE是1，那就说明有问题了）
具体规则如下，假设sector开头的那个小标记叫B
if(B AND 0x02==1)，说明这个字节很可能是0xFE，可能文件系统经历过磁盘硬件故障
if(B AND 0x10==1)，日志段的第一个sector
if(B AND 0x08==1)，日志段的最后一个sector
if(B AND lfh_parity == 0)，旧的日志块
字节填充技术也用于在启动时检测日志的真实结尾，找到最后一个VLF的最后一个日志块，由于日志文件头并没有提供这个VLF中有多少个日志块，所以需要另外的表示方法来确定当前读取的日志块是否属于当前的VLF。
逻辑日志文件（LLF）
VLF以逻辑日志文件LLF的形式放在日志中，LLF是用于表示一个VLF或存放在备份设备中的临时对象，下表显示了LLF与VLF的关系
| 日志文件 | 日志备份 |
| VLF 11 | LLF1 |
| VLF 12 | LLF2 |
| VLF 13 | LLF3 |
| VLF 14 | LLF4 |
| VLF 9 | LLF5 |
| VLF 10 | LLF6 |
| LLF7 | |
| LLF8 |
日志备份存放了原来的VLF1-VLF8，其实一个LLF就是一个VLF，他们的结构是相同的，只不过LLF会存放在日志备份中，而VLF只存放在日志文件中