如何使用 SQL Server FILESTREAM 存储非结构化数据？

作者 | ALEN İBRIÇ

译者 | 火火酱，责编 | Carol

封图 | CSDN 付费下载于视觉中国

在本文中，我将解释如何使用SQL Server FILESTREAM来存储非结构化数据。同时，还会介绍FILESTREAM的优缺点。

在SQL Server的早期版本中，非结构化数据的存储在维持结构化和非结构化数据间一致性、管理备份/还原过程、性能问题、可扩展性等方面提出了许多挑战。在SQL Server 2008之前�� mssql L早期版本中，存在各种用于存储非结构化数据的机制。这些信息通常被以文件的形式存储在共享文件夹中，其访问权限被授予了某些用户。

这些文件的UNC路径通常作为表(varchar (n))中的一列存储于数据库中，以便应用程序逻辑可以访问特定的文件。但文件的安全性、管理其访问权并对其进行维护方面存在一定问题。

后来的二进制大对象（Binary Large Objects�� BLOB B）概念在一定程度上有助于存储非结构化数据。这个概念的主要优点是数据库中的集成管理和事务一致性。在这种情况下，安全问题（以前的文件解决方案）得到了解决。但仍存在一些问题，即2GB的限制以及日志文件过载。

为了解决这些问题，SQL Server 2008首次引入了名为FILESTREAM的增强功能。

它不是VARBINARY (MAX)这样的数据类型，而是通过VARBINARY列设置的attribute/property，表明数据应该被直接存储在文件系统上。这些数据仍然是系统的组成部分，并保持事务一致性。

以下是FILESTREAM的一些特征：

• 二进制数据作为单独的文件存储在数据库之外。

• 可以通过WIN32 API对这些单独的文件进行操作。

• T-SQL语句适用。

• 通过FILESTREAM存储在文件系统中的对象已经取消了VARBINARY (MAX)列的2GB文件大小限制。

• FILESTREAM还可以被用在压缩文件、磁盘、卷中。

要使用FILESTREAM，必须将其激活。FILESTREAM可在两个级别上启用。第一级是SQL Server级别。该级别在安装SQL Server时被启用。如果没这样做的话，可以选中SQL Server FILESTREAM选项卡上的复选框，通过SQL Server 配置管理器来启用(图1)。

图1. 使用SQL Server 配置管理器在SQL Server级别启用FILESTREAM

启用FILESTREAM的第二个级别是SQL Server Instance（实例）级别。通过执行脚本1中提供的T-SQL脚本来实现。

 EXEC sp_configure filestream_access_level, 2 
RECONFIGURE 
  

脚本1：在Server Instance 级别启用FILESTREAM

表 1 列出了filestream_access_level的可能值。

表1. filestream_access_level的可能值

下一步是创建一个数据库，可以在其中创建将使用FILESTREAM的表。脚本2给出了一个T-SQL脚本示例，该脚本能够创建可以使用FILESTREAM的数据库。

CREATE DATABASE Test_FILESTREAM 
ON 
PRIMARY( 
NAME=Test_FILESTREAM_Prmary, 
FILENAME='d:\sqlbaza2019\mssql\data\FILESTREAM\Test_FILESTREAM.mdf'), 
FILEGROUP FileStreamGroup CONTAINS FILESTREAM( 
NAME=Test_FILESTREAM_FM, 
FILENAME='d:\sqlbaza2019\mssql\data\FILESTREAM\Test_FILESTREAM_FM') 
LOG ON ( 
NAME=Test_FILESTREAM_Log, 
FILENAME='d:\sqlbaza2019\mssql\data\FILESTREAM\Test_FILESTREAM.log') 
 

脚本2：创建可以使用FILESTREAM的数据库的示例

在文件系统上执行脚本2将创建一个$ FSLOG文件夹和文件filestream.hdr。该filestream.hdr文件是FILESTREAM容器的头文件。

下一步要创建一个具有列VARBINARY (MAX)和FILESTREAM属性（脚本3）的表。

 
USE Test_FILESTREAM 
 
CREATE TABLE [dbo].[Fajlovi] 
 
( 
 
ID UNIQUEIDENTIFIER NOT  ROWGUIDCOL PRIMARY KEY, 
 
Fajl VARBINARY(MAX) FILESTREAM DEFAULT  
 
) 
 

脚本3. 使用VARBINARY (MAX) FILESTREAM 列创建表

仍然需要将记录插入到新创建的表中（脚本4）。

 INSERT INTO Fajlovi 
VALUES (newid, cast('My test FIESTREAM-a' as varbinary(max))) 
  

脚本4.使用 VARBINARY (MAX) FILESTREAM 列将记录插入到表中

用脚本4插入记录还将在文件系统上创建一个新文件夹。

可以通过执行脚本5从具有VARBINARY (MAX) FILESTREAM列的表中获取记录。

 select * from [Test_FILESTREAM].[dbo].[Fajlovi]  
  

脚本5. 使用VARBINARY (MAX) FILESTREAM 列从表中查看记录

执行脚本5的结果如图2所示。

图2. 具有VARBINARY (MAX) FILESTREAM列的表中的纪录

FILESTREAM列中的每个单元格都是一个与其关联的文件系统上的文件路径。要想读取路径的话，需要在T-SQL语句中使用varbinary (max)列的PathName属性。脚本6提供了如何读取varbinary (max)列文件路径的示例。

 DECLARE @filePath varchar(max) 
SELECT @filePath = Fajl.PathName 
FROM dbo.Fajlovi 
WHERE ID = 'F9A149D0-F5F0-4FC5-9F59-1D27E4D10C1D' 
PRINT @filepath 
  

脚本6. 读取文件系统上的FILESTREAM 文件路径的示例

可以使用T-SQL处理FILESTREAM数据，但这是一个更自然的MS Visual Studio环境。通过System.Data.SqlTypes.SqlFileStream 类，可以在应用程序逻辑中使用FILESTREAM功能。为了保持数据的一致性，每个SQL FILESTREAM操作都必须是事务的一部分。MARS（多个活动结果集Multiple Active Result Sets）连接具有批处理事务的特殊规则，而T-SQL BEGIN Transaction N语句违反了这些规则。为了避免这个问题，应用程序客户端应该使用合适的事务管理API来表示类System.Data.SqlClient.SqlTransaction。

为了允许事务访问FILESTREAM数据文件系统，需要使用T-SQL函数GET FILESTREAM TRASACTION CONTEXT来提供表示特定会话(C # code 1)中当前事务的令牌。

 SqlConnection sqlConnection = new SqlConnection( 
"Integrated Security=true;server=(local)"); 
SqlCommand sqlCommand = new SqlCommand; 
sqlCommand.Connection = sqlConnection; 
SqlTransaction transaction = sqlConnection.BeginTransaction("mainTranaction"); 
sqlCommand.Transaction = transaction; 
sqlCommand.CommandText = 
"SELECT GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT"; 
Object obj = sqlCommand.ExecuteScalar; 
byte txContext = (byte[])obj; 
  

C # code 1. 使用 GET_FILESTREAM_TRASACTION_CONTEXT 函数

这样一来，事务已启动，但还没有提交或回滚。使用FILESTREAM数据的多个操作可以在一个事务中执行。在C # code 2中给出了使用Win32 API的数据输入代码的示例，其中sqlFileStream对象最初是基于System.Data.SqlType类创建的。

 SqlFileStream sqlFileStream = new SqlFileStream(filePath, txContext, FileAccess.ReadWrite); 
byte buffer = new byte[512]; 
int numBytes = 0; 
//Write string, "FILESTREAM test data" in FILESTREAM. 
string someData = "FILESTREAM test data"; 
Encoding unicode e = Encoding.GetEncoding(0); 
sqlFileStream.Write(unicode.GetBytes(someData.ToCharArray),0,someData.Length); 
  

C # code 2. 在FILESTREAM中输入数据的示例代码

C # code 3中给出了使用Win32 API读取FILESTREAM数据的示例代码。这里使用的是在c# code 1示例开始时创建的同一个sqlFileStream对象。

 sqlFileStream.Seek(0L, SeekOrigin.Begin); 
numBytes = sqlFileStream.Read(buffer, 0, buffer.Length); 
string readData = unicode.GetString(buffer); 
if (numBytes != 0) 
Console.WriteLine(readData); 
  

C # code 3. 读取FILESTREAM数据的示例代码

在完成FILESTREAM注册事务(C # code 1)并读取FILESTREAM数据(C # code 2)之后，sqlFileStream对象(在C # code 1示例的开头基于System.Data.SqlTypes.SqlFileStream类创建的)必须关闭并提交事务(C # code 4)。sqlCommand对象是在示例C # code1的开头创建的。

 sqlFileStream.Close; 
sqlCommand.Transaction.Commit; 
  

C # code 4. 关闭sqlFileStream对象并提交事务

在图3中给出了VARBINARY (MAX)和FILESTREAM被用于存储非结构化数据和使用T-SQL 或Win32访问数据时数据加载性能的对比图。

图3.不同大小的 BLOB的负载性能

还应该注意，FILESTREAM也被用于其他SQL Server技术中，例如FileTable和In-Memory OLTP。

最后

与其他技术一样，FILESTREAM也有其优缺点。

优点:

• 作为FILESTREAM的一部分创建的文件由SQL Server本身在其自己的文件组中进行管理，在这些文件组中可以与其他SQL Server数据一起进行备份和还原。

• 读写这些文件是数据库事务的一部分。

• 可以存储非常大的BLOB对象。

缺点:

• FILESTREAM数据只能被存储在本地磁盘卷中。

• 数据库快照中不支持。

• 数据库镜像不支持。

• 不支持透明数据加密。

• 不能与表值参数一起使用。

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