SQL Server中STATISTICS IO物理读和逻辑读的误区

人人知道，SQL Server中可以行使下面下令查看某个语句读写IO的情形

SET STATISTICS IO ON

那么这个下令的效果显示的物理读、逻辑读的IO单元巨细是多少，好比效果显示有

物理读取 1 次

是代表 对硬盘做了1次物理IO吗？

在回覆这个问题之前，需要先普及几个知识

在一样平常默认情形下

Windows的内存分页巨细单元是4KB

数据库的最小读写单元是 8K页面

Windows操作系统的NTFS文件系统最小读写单元(分配单元/簇)是 4KB

机械硬盘的的最小读写单元(逻辑扇区和物理扇区)是512字节

高级格式化：操作系统对文件系统盘符举行格式化，计划每分配单元/簇巨细，默认4KB

低级格式化：存储厂家对物理存储硬件做的低级格式化，例如机械硬盘，计划每扇区巨细，通常512字节

为什么存在磁盘块/簇/分配单元？

读取利便：由于扇区的数目对照小，数目众多在寻址时对照难题，以是操作系统就将相邻的扇区组合在一起，形成一个块，再对块举行整体的操作，

星散对底层的依赖，操作系统忽略对底层物理存储结构的设计，通过虚拟出来磁盘块的观点，文件系统就是操作系统的一部分，以是文件系统操作文件的最小单元是块/簇/分配单元

这个磁盘块在Linux的ext4文件系统中称为block，在Windows的NTFS文件系统中称为分配单元或簇

什么是内存分页？

操作系统经常与内存和硬盘这两种存储装备举行通讯，类似于“块”的观点，都需要一种虚拟的基本单元。以是，与内存操作，是虚拟一个页的观点来作为最小单元。与硬盘打交道，就是以块为最小单元

固态硬盘由于没有扇区观点，用的是块/页，一个块/页一样平常是4KB，so固态硬盘暂且不讨论

先说结论，现实上STATISTICS IO 中物理读和逻辑读的统计工具自始至终都是数据库8K页面，好比，逻辑读1次， 物理读1次，现实上都是按8KB页为单元，是SQL Server这个软件的统计方式

这样就会造成误解，发生疑问

若是物理读为1次，那么数据库对磁盘是做了一次读写操作一次IO，对吗？

若是逻辑读为1次，那么数据库在内存中是读写了一个内存页一次IO，对吗？

现实情形是怎样的呢？

对于物理读情形

SQL Server是运行在Windows系统上的一个软件，那么这个软件在文件系统上存储数据依然根据NTFS文件系统的规则，存储一个8K的页面需要占用2个分配单元

可以用winhex这个软件，按8K巨细查看数据库的mdf文件可以查看到完整的一个数据库页面数据

对于文件系统，读写一个数据库8KB页面需要读写2个分配单元 也就是2个文件系统IO

在机械硬盘内里，文件系统的一个4KB分配单元写入到机械硬盘里，需要读写8个扇区，也就是8个硬盘IO，而1个数据库8KB页面写入到机械硬盘里，就需要读写16个扇区，也就是现实写入一个数据库页面需要16个硬盘IO

然后这里会泛起一些问题，若是系统故障或硬件故障，就有可能泛起一个数据库页面写入存储硬件不完整情形，好比16个硬盘IO才气写入完整一个8KB页面，而若是在写入第10个IO的时刻发生系统溃逃或硬件溃逃，只写入了5KB页面数据到硬盘，这时刻数据库数据就已经不完整了，然后各家数据库厂商才开发【页面写入完整性检测机制】，例如

MySQL InnoDB的Double Write机制(innodb_doublewrite = 1) + page checksum

MSSQL的PAGE校验机制

注重：即使是用固态硬盘，也请不要关闭页面完整性检测功效！

只有在数据库页面、文件系统分配单元、机械硬盘扇区的巨细一致的情形下

就是说，数据库、文件系统、存储装备的最小读写单元巨细一样的情形下，也就是所谓的【对齐】，才气关闭页面完整性检测功效，这个时刻可以获得最大性能

某些文件系统、存储装备所谓的声称支持【原子写】，请列位擦亮眼睛^_^，检查是否真的完整支持，对于某些情形，确实是支持真正原子写，例如

1、数据库使用裸装备，这样就不需要文件系统

2、以宝存PCIE闪存为例子，其Nand Flash的最小写单元是page，现在Nand Flash 的page巨细是32kb，这个基本上都是大于大部分数据库通用的block size或page size，32kb可以存放4个MSSQL页面(非广告)

对于逻辑读情形

Windows的内存分页巨细单元是4KB，一个数据库页面8KB，那么读写一个内存中的数据库页面现实上需要读写2个内存分页

在内存里，读写一个数据库8KB页面需要读写2个内存分页， 也就是2个内存IO

然后内存中8KB数据库页跟文件系统中的8KB数据库页是一一对应的，否则的话，行使B+树索引结构和二分查找法查找数据也无从谈起

总结

对于文件系统，读写一个数据库8KB页面需要读写2个分配单元 也就是2个文件系统IO

对于机械硬盘，读写一个数据库8KB页面需要读写16个硬盘扇区 也就是16个硬盘IO

对于内存，读写一个数据库8KB页面需要读写2个内存分页 也就是2个内存IO

SQL Server只是跑在Windows操作系统上的一个软件，它无法知道也不需知道它所在文件系统的最小读写单元，也无法知道也不需知道存储装备的最小读写单元，

现实上操作系统从文件系统中读取8KB页面数据喂给数据库，数据库收到之后STATISTICS IO 就统计物理读为 1，至于逻辑读也是同理

最最后，放一张图，做的对照丑

参考文章

http://www.dostor.com/article/111637957.html

https://blog.csdn.net/qq_34228570/article/details/80209748

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