填充因子在物理上是如何分配的？

Question

我一直在网上搜索书籍和谷歌咒语，试图找出叶页（SQL Server 2000 和 2005）中的实际填充因子。

我知道它是创建索引时页面上剩余的可用空间量，但我没有发现该空间实际上是如何剩余的：即，它是朝向索引的一大块吗？页面末尾，或者该数据中有几个间隙。

例如，[只是为了简单起见]，假设一个页面只能容纳 100 行。如果填充因子被指定为 75%，这是否意味着页面的前（或后）75% 是数据，其余部分是空闲的，或 每四行都是空闲的（即，页面看起来像：数据，数据，数据，免费，数据，数据，数据，免费，...）。

总而言之，我正在准确了解将行插入到具有聚集索引的表中时发生的物理操作，并且插入不会发生在行的末尾。如果页面中留有多个间隙，则插入的影响最小（至少在页面拆分之前），因为可能需要移动以容纳插入的行数最小化。如果间隙位于表中的一大块中，那么处理各行的开销将（至少在理论上）显着增加。

如果有人知道 MSDN 参考资料，请指出我！我现在找不到（尽管仍在寻找）。从我读到的内容来看，暗示存在很多差距 - 但这似乎没有明确说明。

Answer 1

来自 MSDN：

填充因子设置仅在创建或重建索引时适用。 SQL Server 数据库引擎 不会动态地在页面中保留指定百分比的空白空间。尝试维持数据页上的额外空间将无法实现填充因子的目的，因为数据库引擎必须执行页面拆分以维持每个页面上填充因子指定的可用空间百分比：数据已输入。

并且，进一步：

将新行添加到完整索引页时，数据库引擎会将大约一半的行移动到新页，以为新行腾出空间。这种重组称为页面拆分。页面拆分为新记录腾出了空间，但执行起来可能需要时间，并且是一项资源密集型操作。此外，它还可能导致碎片，从而导致 I/O 操作增加。当频繁发生页面分割时，可以通过使用新的或现有的填充因子值来重新分配数据来重建索引。

SQL Server 的数据页由以下元素组成：

• 页头：96 字节，固定。
• 数据：变量
• 行偏移数组：变量。

行偏移数组始终存储在页面的末尾并向后增长。

数组的每个元素都是 2 字节值，保存页面内每行开头的偏移量。

行在数据页内没有排序：相反，它们的顺序（在集群存储的情况下）由行偏移数组确定。这是已排序的行偏移量。

说，如果我们将一个簇键值为 10 的 100 字节行插入到一个簇表中，并且它进入一个空闲页面，它会按如下方式插入：

[00   - 95   ]   Header
[96   - 195  ]   Row 10
[196  - 8190 ]   Free space
[8190 - 8191 ]   Row offset array: [96]

比方 在同一页面中插入一个新行，这次的簇键值为 9：

[00   - 95   ]   Header
[96   - 195  ]   Row 10
[196  - 295  ]   Row 9
[296  - 8188 ]   Free space
[8188 - 8191 ]   Row offset array: [196] [96]

该行在逻辑上前置，但在物理上附加。

偏移数组被重新排序以反映行的逻辑顺序。

鉴于此，我们可以很容易地看到行从页面的开头开始附加到可用空间，而指向行的指针附加到可用空间从页面末尾开始。

Answer 2

这是我第一次想到这个，我对这个结论并不肯定，但是，

既然SQL Server在一次Read IO中可以检索到的最小数据量是一个完整的数据页，为什么单个页面中的任何行是否需要首先进行排序？我敢打赌它们不是，所以即使最后的间隙全部在一个大间隙中，新记录也可以添加到最后，无论这是否是正确的排序顺序。 （如果没有理由首先对页面上的记录进行排序）

其次，考虑 IO 的写入端，我认为最小的写入块也是整个页面，（即使是最小的更改也需要整个页面）页被写回磁盘）。这意味着每次写入页面时，页面上的所有行都可以在内存中进行排序，因此即使您插入到 dingle 页面上已排序的行集的开头，整个页面也会被读出，新记录可以插入到内存中集合中正确的插槽中，然后整个新排序的页面被写回磁盘......