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使用SQL Server 2008的FILESTREAM特性管理文件

原創(chuàng)

作者：黃永兵譯 2009-02-25 11:42:43

運維數(shù)據(jù)庫運維 SQL Server 企業(yè)動態(tài)

幾乎所有的應(yīng)用程序都需要某種類型的數(shù)據(jù)集，至少在檢索某些數(shù)據(jù)和在用戶界面中顯示時要用到，通常，應(yīng)用程序會使用到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這樣就引入了極大的挑戰(zhàn)，你不得不在一個事務(wù)中創(chuàng)建、更新、刪除和讀取這些完全不同的數(shù)據(jù)類型，當(dāng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)駐留在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中而非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)卻存儲在文件系統(tǒng)中時，這個問題尤為嚴重。SQL Server 2008新的FILESTREAM（文件流）特性可以幫助解決這個問題，它讓你可以將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在文件系統(tǒng)中，但仍然保持了事務(wù)的完整性，本文探討FILESTREAM（文件流）的特性和優(yōu)點，以及如何運用它..

【51CTO快譯】

SQL Server的FILESTREAM（文件流）特性簡化了基于文件的數(shù)據(jù)（如圖像）和關(guān)系數(shù)據(jù)同步的過程。

幾乎所有的應(yīng)用程序都需要某種類型的數(shù)據(jù)集，至少在檢索某些數(shù)據(jù)和在用戶界面中顯示時要用到，通常，應(yīng)用程序會使用到結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這樣就引入了極大的挑戰(zhàn)，你不得不在一個事務(wù)中創(chuàng)建、更新、刪除和讀取這些完全不同的數(shù)據(jù)類型，當(dāng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)駐留在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中而非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)卻存儲在文件系統(tǒng)中時，這個問題尤為嚴重。SQL Server 2008新的FILESTREAM（文件流）特性可以幫助解決這個問題，它讓你可以將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲在文件系統(tǒng)中，但仍然保持了事務(wù)的完整性，本文探討FILESTREAM（文件流）的特性和優(yōu)點，以及如何運用它幫助你對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行更好地控制。

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)選項

在SQL Server 2005中，構(gòu)建一個既依賴于結(jié)構(gòu)化（關(guān)系）數(shù)據(jù)有依賴于非結(jié)構(gòu)化（無關(guān)系）數(shù)據(jù)時，你有兩個選擇：

在數(shù)據(jù)庫中存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，在一個專用的存儲中存儲非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如文件系統(tǒng)和文件服務(wù)器，雖然這種方法成本合算，但它引入了額外的復(fù)雜度，因為你需要跨關(guān)系和非關(guān)系系統(tǒng)管理事務(wù)的完整性。

將結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)都存儲在數(shù)據(jù)庫中，多年以來，數(shù)據(jù)庫一直都支持存儲非關(guān)系數(shù)據(jù)，如二進制大對象，或BLOB，SQL Server稱之為varbinary數(shù)據(jù)類型，雖然在數(shù)據(jù)庫中存儲這種數(shù)據(jù)是很方便的，但成本費用會更高，所需的磁盤空間更多，存儲和檢索時間更長，對應(yīng)用程序的整體性能也會有負面影響。

在SQL Server 2008中，新的FILESTREAM（文件流）特性和varbinary列配合，你可以在服務(wù)器的文件系統(tǒng)上存儲真實的數(shù)據(jù)，但可以在數(shù)據(jù)庫上下文內(nèi)管理和訪問，這個特性讓SQL Server不僅可以維護好數(shù)據(jù)庫內(nèi)記錄的完整性，也能夠維護好數(shù)據(jù)庫記錄和外部文件之間的完整性。因為這個特性是在現(xiàn)有的varbinary(max)數(shù)據(jù)類型之上實現(xiàn)的，開發(fā)人員可以輕易地用上這個特性，不用對應(yīng)用程序的架構(gòu)進行改動。

什么時候使用FILESTREAM（文件流）

在下列任一情景下你都可以考慮使用FILESTREAM（文件流）：

當(dāng)你存儲平均大小不低于1MB的BLOB數(shù)據(jù)類型時。

當(dāng)你需要更快、只讀訪問來自應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)時。

當(dāng)你想直接從應(yīng)用程序的中間層代碼訪問BLOB時。

當(dāng)你需要為單個數(shù)據(jù)庫事務(wù)在數(shù)據(jù)庫中存儲非關(guān)系數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù)時。

啟用FILESTREAM（文件流）

默認情況下，F(xiàn)ILESTREAM（文件流）特性是被禁用了的，因此在使用之前，你必須按照下面的步驟配置服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫實例：

1、要啟用服務(wù)器實例上的FILESTREAM（文件流），打開SQL Server配置管理器，在SQL Server服務(wù)上點擊右鍵，然后點擊打開，你會看到一串服務(wù)器，在你想要啟用FILESTREAM（文件流）的SQL Server實例上點擊右鍵，從右鍵菜單中選擇“屬性”，切換到FILESTREAM（文件流）標簽，檢查“為Transact-SQL訪問啟用FILESTREAM（文件流）”選項，參考圖1 ，你也可以在這個標簽頁為文件I/O流訪問啟用FILESTREAM（文件流）。

圖1 啟用FILESTREAM（文件流）-在為數(shù)據(jù)庫實例配置使用FILESTREAM（文件流）訪問之前必須為想要的SQL Server實例啟用FILESTREAM（文件流）

2、要為數(shù)據(jù)庫實例啟用FILESTREAM（文件流），執(zhí)行系統(tǒng)存儲過程sp_configure，并設(shè)置filestream_access_level參數(shù)的值為2，如下：

EXEC sp_configure filestream_access_level, 2
   GO
   RECONFIGURE
   GO

filestream_access_level參數(shù)有效的值包括：

◆ 0 在該實例上禁用FILESTREAM（文件流），這是默認值。

◆ 1 為Transact-SQL訪問啟用FILESTREAM（文件流）

◆ 2 為Transact-SQL和Win32流訪問啟用FILESTREAM（文件流）

完成服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫實例配置后，接下來是創(chuàng)建存儲數(shù)據(jù)的真實數(shù)據(jù)庫，因為FILESTREAM（文件流）是專門為存儲在文件系統(tǒng)上的二進制數(shù)據(jù)創(chuàng)建的，使用CREATE DATABASE語句時，專門創(chuàng)建一個FILEGROUP標記為流：

CREATE DATABASE FILESTREAMExample
   ON
   PRIMARY ( 
       NAME = FILESTREAMExample_Primary,
       FILENAME = 
        'c:\Projects\DevX\Data\FILESTREAMExample.mdf'),
   FILEGROUP FILESTREAMGroup CONTAINS  FILESTREAM ( 
       NAME = FILESTREAMExample_FileGroup,
       FILENAME = 'c:\Projects\DevX\Data\FILESTREAMExample')
   LOG ON ( NAME = FILESTREAMExample_Log,
       FILENAME =  
        'c:\Projects\DevX\Data\FILESTREAMExample.ldf')
   GO

接下來，創(chuàng)建一個表，將它的一個列指派為VARBINARY(MAX) FILESTREAM數(shù)據(jù)類型：

CREATE TABLE Product
   (
     ProductID INT  NOT NULL  PRIMARY KEY,
     Name VARCHAR(50) NOT NULL,
     Picture VARBINARY(MAX) FILESTREAM  NULL,
     RowGuid UNIQUEIDENTIFIER  NOT NULL  ROWGUIDCOL
     UNIQUE DEFAULT NEWID()
   )
   GO

前面的表定義指定Picture列為varbinary(max)類型，并啟用了FILESTREAM（文件流）屬性，注意：凡是有FILESTREAM（文件流）列的表必須要包括一個非空唯一性ROWGUID列。

所有存儲在Picture列中的二進制數(shù)據(jù)都不能通過文件系統(tǒng)訪問，訪問這個二進制數(shù)據(jù)的唯一方法是通過標準的CRUD (INSERT，UPDATE和 DELETE)SQL語句，下面的例子是向Product表中插入一行數(shù)據(jù)：

INSERT INTO Product VALUES(1, 'Bicycle', 0x00, default)
   GO

插入的新行ProductID等于1，Name包括Bicycle，Picture列為NULL，RowGuid列包括一些默認的GUID值，現(xiàn)在你可以在.NET程序中檢索這一行，當(dāng)然也可以覆蓋和擴展它的內(nèi)容。

#p#

使用FILESTREAM（文件流）寫入數(shù)據(jù)

在這個例子中，假設(shè)用戶產(chǎn)生了一些輸入，要將這些輸入內(nèi)容轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，并將其存儲在Product表的Picture列中，接下來創(chuàng)建一個Visual C#視窗應(yīng)用程序，命名為FileStreamExample，在新項目的默認表單上，添加一個按鈕，命名為btnWriteFile，一個名叫txtInput的文本輸入框（TextBox），一個命名為lstResults的列表框（ListBox），然后，在按鈕上雙擊創(chuàng)建一個click事件處理器，包括清單1中的代碼。

清單1 使用FILESTREAM存儲數(shù)據(jù)

private void btnWriteFile_Click(object sender, EventArgs e)
{
 string connectionString =   
  ConfigurationManager.ConnectionStrings
  ["fileStreamDB"].ConnectionString;
 using (SqlConnection connection = new 
  SqlConnection(connectionString))
 {
  connection.Open();
  SqlCommand command = new SqlCommand();
  command.Connection = connection;
  //Get the PathName of the File from the database
  command.CommandText = "SELECT Picture.PathName(), "   +   
   "GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT() FROM Product " +
   "WHERE ProductID = 1";
  SqlTransaction transaction = connection.BeginTransaction
   (IsolationLevel.ReadCommitted);
  command.Transaction = transaction;
  using (SqlDataReader reader = command.ExecuteReader())
  {
   while (reader.Read())
   {
    string path = reader.GetString(0);
    SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
     (byte[])reader.GetValue(1), FileAccess.Write,
     FileOptions.SequentialScan, 0);
    string contents = txtInput.Text;
    stream.Write((System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(contents)), 
     0, contents.Length);
    stream.Close();
   }
  }
  transaction.Commit();
 }
 MessageBox.Show("File contents successfully written");
}

它從app.config使用ConfigurationManager.ConnectionStrings屬性檢索連接字符串：

string connectionString =  ConfigurationManager.ConnectionStrings
    ["fileStreamDB"].ConnectionString;

連接字符串存儲在app.config中，如下：

＜?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?＞
   ＜configuration＞
    ＜connectionStrings＞
     ＜add name="fileStreamDB"   
      connectionString="server=localhost\SqlServer2008;
      database=FILESTREAMExample;integrated security=SSPI;
      persist security info=False;"/＞
    ＜/connectionStrings＞
   ＜/configuration＞

接下來它打開一個到數(shù)據(jù)庫的連接，為SqlCommand對象分配屬性值，然后以ProductID=1為條件檢索Products表：

command.Connection = connection;
   //從數(shù)據(jù)庫獲取文件的路徑
   command.CommandText = "SELECT Picture.PathName(), "
    + "GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT() FROM Product "
    + "WHERE ProductID = 1";

這個SQL語句使用了新的函數(shù)GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT ()檢索當(dāng)前運行的會話事務(wù)，你可以綁定FILESTREAM（文件流）文件系統(tǒng)操作到該事務(wù)上，但這個事務(wù)必須是已經(jīng)啟動了的，并且也不能被異常終止或提交，當(dāng)沒有明確啟動的事務(wù)可用的，它返回NULL值。

因此，下面的代碼調(diào)用SqlConnection.BeginTransaction()方法創(chuàng)建一個新的SqlTransaction對象，并將其分配給SqlCommand對象：

SqlTransaction transaction = 
     connection.BeginTransaction(IsolationLevel.ReadCommitted);
   command.Transaction = transaction;

至此，清單1啟動ExecuteReader()方法執(zhí)行SQL語句，執(zhí)行完查詢后，返回文件流的路徑，并向它分配一個本地變量：

string path = reader.GetString(0);

你需要一個流寫入到文件中，因此，接下來要創(chuàng)建一個SqlFileStream類的實例，提供路徑、事務(wù)上下文、文件訪問目錄、文件選項一覽表和分配大?。?/P>

SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
     (byte[])reader.GetValue(1), FileAccess.Write,
     FileOptions.SequentialScan, 0);

SqlFileStream類是一個新類（SQL Server 2008中才引入的），它提供了以字節(jié)序列方式訪問FILESTREAM（文件流）列的方法，表1對SqlFileStream類暴露在外的屬性做了一個簡單的描述。

表1 SqlFileStream類屬性

接下來清單1開始檢索用戶的輸入，轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，然后寫入到文件流中：

string contents = txtInput.Text;             
   stream.Write((System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes(contents)), 0, 
     contents.Length);
   stream.Close();

最后，清單1調(diào)用SqlTransaction.Commit()方法提交事務(wù)：

transaction.Commit();

以上就是往由數(shù)據(jù)庫管理的啟用了FILESTREAM（文件流）特性的文件的基本過程，既然已經(jīng)知道如何寫入FILESTREAM列，那從FILESTREAM列讀取就簡單了。

#p#

使用FILESTREAM讀取數(shù)據(jù)

在C#項目的默認表單上，添加一個按鈕，命名為btnReadFile，在click事件中插入清單2中的代碼。

清單2 使用FILESTREAM讀取數(shù)據(jù)。這個click事件處理程序從數(shù)據(jù)庫讀取FILESTREAM列中的內(nèi)容。

private void btnReadFile_Click(object sender, EventArgs e)
{
string connectionString = ConfigurationManager.ConnectionStrings
["fileStreamDB"].ConnectionString;
using (SqlConnection connection = new
SqlConnection(connectionString))
{
connection.Open();
SqlCommand command = new SqlCommand();
command.Connection = connection;
//Get the PathName of the File from the database
command.CommandText = "SELECT Picture.PathName(), "
   + "GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT() FROM Product "
   + "WHERE ProductID = 1";
SqlTransaction transaction =
   connection.BeginTransaction(IsolationLevel.ReadCommitted);
command.Transaction = transaction;
using (SqlDataReader reader = command.ExecuteReader())
{
   while (reader.Read())
   {
    string path = reader.GetString(0);
    SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
     (byte[])reader.GetValue(1),FileAccess.Read,
     FileOptions.SequentialScan, 0);
    lstResults.Items.Clear();
    int length = (int) stream.Length;
    byte[] contents = new byte[length];
    stream.Read(contents,0,length);
    string results = System.Text.Encoding.ASCII.GetString
     (contents);
    lstResults.Items.Add(results);
    stream.Close();
   }
}
transaction.Commit();
}
}

為了簡單起見，我只討論與前面不同的代碼，當(dāng)你創(chuàng)建一個SqlFileStream時，你需要指出你打開的文件流：

SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
        (byte[])reader.GetValue(1),FileAccess.Read,
        FileOptions.SequentialScan, 0);

接下來，讀取文件流的內(nèi)容，轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，再轉(zhuǎn)換成字符串，最后在列表框（ListBox）中顯示出來：

int length = (int) stream.Length;
       byte[] contents = new byte[length];
       stream.Read(contents,0,length);                     
       string results = System.Text.Encoding.ASCII.GetString
        (contents);
       lstResults.Items.Add(results);

當(dāng)你運行這個應(yīng)用程序時，你會看到一個類似于圖2的屏幕，當(dāng)你點擊“寫入文件”按鈕時，應(yīng)用程序把文本框（TextBox）中的內(nèi)容寫入到文件流中；當(dāng)你點擊“讀取文件”按鈕時，應(yīng)用程序從文件流讀取內(nèi)容，將其顯示在列表框（ListBox）中。

圖2 示例項目-通過使用SqlFileStream類讀取和寫入FILESTREAM列中的內(nèi)容

接下來的例子顯示如何擴展現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的文件流。

使用FILESTREAM追加數(shù)據(jù)

增加一個命令按鈕，命名為btnAppendFile，使用清單3中的代碼作為它的click事件處理程序代碼。

清單3 使用FILESTREAM追加數(shù)據(jù)

FILESTREAM.
private void btnAppendFile_Click(object sender, EventArgs e)
{
   string connectionString =
    ConfigurationManager.ConnectionStrings
    ["fileStreamDB"].ConnectionString;
   using (SqlConnection connection = new
    SqlConnection(connectionString))
   {
    connection.Open();
    SqlCommand command = new SqlCommand();
    command.Connection = connection;
    //Get the PathName of the File from the database
    command.CommandText = "SELECT Picture.PathName(), "
     + "GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT() FROM Product "
     + "WHERE ProductID = 1";
    SqlTransaction transaction =
     connection.BeginTransaction(IsolationLevel.ReadCommitted);
    command.Transaction = transaction;
    using (SqlDataReader reader = command.ExecuteReader())
    {
     while (reader.Read())
     {
      string path = reader.GetString(0);
      SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
       (byte[])reader.GetValue(1), FileAccess.ReadWrite,
       FileOptions.SequentialScan, 0);
      stream.Seek(0, SeekOrigin.End);
      string contents = txtInput.Text;
      stream.Write((System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes
       (contents)), 0, contents.Length);
      stream.Close();
     }
    }
    transaction.Commit();
   }
   MessageBox.Show("File contents successfully appended");
}

這次當(dāng)你實例化SqlFileStream對象時，將文件訪問權(quán)設(shè)為ReadWrite，因此你可以讀取和寫入文件流。

SqlFileStream stream = new SqlFileStream(path,
      (byte[])reader.GetValue(1), FileAccess.ReadWrite,
      FileOptions.SequentialScan, 0);

然后移動文件流的指針到文件末尾，這樣你就可以追加數(shù)據(jù)了：

stream.Seek(0, SeekOrigin.End);

接下來使用SqlFileStream.Write()方法將用戶輸入的內(nèi)容寫入到文件流中：

stream.Write((System.Text.Encoding.ASCII.GetBytes
      (contents)), 0, contents.Length);

最后調(diào)用SqlTransaction.Commit()方法提交事務(wù)。

FILESTREAM的優(yōu)點

這就是全部過程，現(xiàn)在你可以讀取、寫入和追加數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫管理的文件中了，雖然這個過程可能比使用文件或在BLOB中存儲數(shù)據(jù)更復(fù)雜一些，你會發(fā)現(xiàn)使用數(shù)據(jù)庫來管理文件由許多好處。

◆ 使用單個數(shù)據(jù)存儲就可以同時訪問非關(guān)系和關(guān)系數(shù)據(jù)。

◆ 在數(shù)據(jù)庫備份和還原期間SQL Server自動包括非關(guān)系數(shù)據(jù)（BLOB）。

◆ 沒有文件大小限制，varbinary(max)數(shù)據(jù)類型最大不能超過2GB，唯一受限的就是NTFS文件系統(tǒng)上的可用空間。

◆ 你可以在單個事務(wù)中同時插入、更新和刪除關(guān)系數(shù)據(jù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)。

◆ 使用FILESTREAM效率更高，因為SQL Server不再使用緩沖區(qū)內(nèi)存操作非關(guān)系數(shù)據(jù)（BLOB）。

◆ 你可以使用ADO.NET在中間層代碼直接訪問非關(guān)系數(shù)據(jù)，不用再求值于獨立的API了。

◆ 依賴于文件大小，NTFS文件系統(tǒng)可以比SQL Server更快地保存和檢索大型BLOB。

本文向你展示了如何實現(xiàn)新的FILESTREAM特性，正如你所看到的，當(dāng)你想在一個事務(wù)中同時存儲關(guān)系數(shù)據(jù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)時，F(xiàn)ILESTREAM提供了一個易于使用的事務(wù)編程模型。

原文：Managing Files with SQL Server 2008's FILESTREAM Feature

作者：Thiru Thangarathinam

【51CTO獨家譯稿，合作站點轉(zhuǎn)載請注明原文譯者和出處為51CTO.com】

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責(zé)任編輯：楊鵬飛來源： 51CTO

FILESTREAM 文件流文件管理特性 SQL Server 2008 SQL Server

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