SQL Server 事务日志体系结构3--事务日志的循环特性

当一切正常时，事务日志会不断地循环，重复使用现有的虚拟日志文件（VLFs）。我将这种行为称为日志的循环特性。然而，有时某些事情会阻止这种情况发生，导致事务日志不断增长，不断添加更多的虚拟日志文件。

VLF状态及日志截断

所有虚拟日志文件（VLFs）都有一个包含有关VLF的元数据的头部结构。在该结构中最重要的字段之一是VLF的状态，我们感兴趣的值是0，意味着VLF处于非活动状态，以及2，意味着VLF处于活动状态。这很重要，因为非活动的VLF可以被重用，但活动的VLF则不能。当VLF种存在被需要的日志记录时，VLF会处于活动状态，以下情况下日志记录会被需要：

1. 日志是长时间运行的事务的一部分，因此在事务提交或完成回滚之前，它们不能被释放。
2. 日志备份尚未备份那些日志记录。
3. 日志读取代理尚未处理事务复制或变更数据捕获的日志部分(CDC)。
4. 日志的该部分尚未发送到异步数据库镜像或可用性组副本

假设有五个虚拟日志文件(VLFs)，并且序列号从1开始(实际上不会从1开始)。当事务日志被创建时，VLF1立即被标记为活动状态，因为在事务日志中始终至少有一个活动VLF——即当前正在写入日志块的VLF。

随着创建更多的日志记录，更多的日志块被写入事务日志，VLF1被填满，因此VLF2必须变为活动状态以便继续写入更多的日志块：

SQL Server 跟踪最早未提交（活动）事务的起始点(MinLSN)，并且每次发生检查点操作时，这个LSN（日志序列号）都会在磁盘上持久化保存。同时，SQL Server 也会跟踪写入事务日志的最新日志记录的LSN，但它只存储在内存中。

最终，VLF 2会被填满，然后VLF 3将变为活动状态，以此类推。事务日志循环性质的关键在于，事务日志中的早期VLF变成非活动状态，因此可以被重用。这是通过日志截断的过程来完成的，也通常被称为日志清除。这两个术语常常让人误解，因为实际上日志并没有被截断或清除。

日志截断仅仅是检查事务日志中的所有VLF，并确定哪些活动VLF现在可以被标记为非活动状态。当执行日志截断时，并不能保证任何活动VLF可以变为非活动状态——这完全取决于数据库正在发生的情况

有两个错误的观念：

1. 事务日志会变小（“截断”的误解）。不，它不会——日志截断不会导致大小变化。能够使事务日志变小的唯一方法是显式执行DBCC SHRINKFILE命令。
2. 非活动VLFs以某种方式被清零。不会——当VLF变为非活动状态时，除了VLF头部的一些字段外，没有内容被写入。
   

日志截断发生取决于数据库使用的恢复模型：

1. 简单模式：当检查点操作完成时，日志截断发生。
2. 完全模式或大容量日志记录模式：当事务日志备份完成时会发生日志截断（只要没有并发的完整或差异备份在运行，在这种情况下，日志截断会被推迟，直到数据备份完成）

日志循环使用

为了避免事务日志需要增长，日志中的第一个物理VLF必须是非活动的，事务日志才能具有其循环特性。

异常情况

当事务日志中的第一个物理VLF不是非活动状态时，事务日志无法循环使用，因此它将会增长（只要它被配置为这样做，并且有足够的磁盘空间）。这通常是因为有某些事情阻止日志截断使VLFs变为非活动状态。如果发现数据库的事务日志正在增长，可以使用以下简单的代码查询SQL Server，以找出是否存在日志截断问题：

SELECT
      [log_reuse_wait_desc]
FROM [master].[sys].[databases]
WHERE [name] = N'MyDatabase';