Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil - А Ковязин

IBSurgeon - проводник по базе данных InterBase

Так как нам необходимо подробно разобраться в строении файлов баз данных InterBase, то желательно иметь какой-нибудь удобный инструмент, позволяющий работать с файлами базы данных напрямую, а не через ядро сервера InterBase. Самый простой способ - это воспользоваться обычным шестнадцатеричным просмотрщиком и попытаться разобраться в структуре файлов базы данных, рассматривая ее НЕХ-представление Это было бы довольно утомительное занятие.

Но, к счастью, существует инструмент для прямой работы с базами данных InterBase, а также всех его клонов - Firebird и Yaffil. Это IBSurgeon (www.ibsurgeon.com) - инструмент для непосредственной низкоуровневой работы с базами чанных TnterBase/Firebird/Yaffil. который может использоваться для исследования внутренней структуры баз данных InterBase и диагностики поврежденных баз данных с целью их восстановления. (Подробности см. в приложении "Инструменты администратора и разработчика InterBase").

IBSurgeon использует собственный альтернативный механизм доступа к базам данных InterBase/Firebird/Yaffil, что позволяет диагностировать базы данных в любом состоянии, в том числе и те, которые не открываются с помощью ядра сервера InterBase/Firebird/Yaffil.

Мы воспользуемся IBSurgeon для того, чтобы проиллюстрировать внутреннее строение базы данных и придать ему видимые, "реальные" очертания.

Файлы *.GDB изнутри

GOB - зю расширение, которое рекомендуют использовав для файлов баз данных InterBase. Первое, что нужно сказать о строении GDB-файла, - это то, что он представляет собой набор страниц жестко определенного размера. Размер файла базы данных кратен размеру страницы, который неизменен для всех файлов данной базы данных. Разные версии InterBase поддерживают различные размеры страниц, что отражено в таблице 4.21. Размер страницы задается при создании базы данных и не может быть изменен в течение ее жизненного цикла, т. е. изменить размер страницы возможно только при создании базы из резервной копии (restore).

Табл 4.21. Размер страницы, поддерживаемый различными версиями

Версия InterBase

Размер стр

аницы, байт

1024

2048

4096

8192

16384

InterBase 4 0

*

*

*

*

InterBase 5.x

*

*

*

4

InterBase 6 Ox

*

*

*

*

Firebird Ix/Yaffl 1.x /InterBase 6.5 и выше

*

*

*

*

*

Чтение и запись данных в базе данных осуществляется постранично, и многие важные характеристики базы данных и сервера, такие, например, как размер буфера базы данных (Database cache), зависят от размера страницы и исчисляются в "страницах".

Давайте откроем какую-нибудь базу данных InterBase с помощью IBSurgeon. Для этого достаточно дважды щелкнуть по файлу базы данных. На рисунке 4.2 изображен список страниц, который показывается после того, как IBSurgeon открыл базу данных.

Рис 4.2. Список страниц базы данных

Страницы бывают различных типов, каждый из которых служит определенной цели. Взаимозависимости различных типов страниц условно представлены на рис. 4.3. Он схематично изображает расположение страниц в файле базы данных - слева направо, сверху вниз, если считать от начала файла. Страницы одного типа не идут строго одна за другой - они могут быть перемешаны свободно, располагаясь в файле в том порядке, в котором они создавались сервером при расширении или создании базы данных.

Некоторые типы страниц выглядят "болтающимися без дела", т. е. не имеющими ссылок на другие типы страниц. Однако здесь нет никакого противоречия, просто эти типы страниц связаны и используются на другом структурном уровне, они могут связываться с помощью таблицы RDBSPAGES и других системных таблиц (эта таблица и другие системные объекты будут рассмотрены ниже, в разделе "Логическая структура базы данных"). На рис. 4.3 изображены только явные ссылки между страницами на физическом уровне.

Рассмотрим подробнее, какие бывают типы страниц в базе данных InterBase. В файле ods.h из набора исходных кодов InterBase находится информация обо всех возможных типах страниц. К этому файлу мы будем часто обращаться, чтобы из первоисточника получить данные не только об ODS, но и о многих других основополагающих вещах ядра InterBase.

Pис 4.3. Взаимозависимости ме/KCjv разимными типами страниц в базе данных InterBase

Всего задекларировано 11 типов страниц, однако достойны объяснения лишь 9 из них, что ясно видно из табл. 4.22. Типы страниц с идентификаторами 0 и 10 не определены или не используются

Табл 4.22. Типы страниц

Определение в ods.h

Идентификатор страницы

Английское название страницы

Русская интерпретации английского названия

pag_undefmed

0

Undefined - If a page has this page type it is probably free

Неопределенный тип страницы - возможно, страница свободна

pag_header

1

Database header page

Страница заголовка базы данных

P°g_pages

2

Page inventory page (or Space inventory

page - SIP)

Страница, хранящая информацию о распределении страниц

pag_transactions

3

Transaction inventory page (TIP)

Страница учета транзакций

pag_pomter

4

Pointer page

Страница указателей

pag_data

5

Data page

Страница данных

pag_root

6

Index root page

Страница вершины индекса

pagjndex

7

Index (B-tree) page

Страница индексов

pag_blob

8

Blob data page

Страница для хранения ВЮВ-данных

pagjds

9

Gen-ids

Страница генераторов

pagjog

10

Write ahead log information

Не используется

Каждая из страниц имеет затловок, содержащий информацию о типе страницы и номер следующей страницы такого же типа. Полный список параметров, содержащихся в заголовке каждой страницы, можно получить, рассмотрев стру ктуру pag в файле определений ods.h Желающие досконально разобраться в работе со страницами могут обратиться к этому и другим определениям в этом фай ie

Типы страниц и их использование

Давайie подробнее рассмотрим каждый тип страниц и ознакомимся с их назначением и информацией, которая на ни содержится Начнем по порядку - ч. самой первой сфаницы

Любая работа с базой данных начинается с чтения страницы заголовка базы данных (или заголовочной страницы) Страница заголовка базы данных всегда иде! первой в первом файле базы данных Соответственно она изображена первой и на рис 4 Ч (если представить, что рисунок представляет протяженность фай ia базы данных с 1ева направо сверху вниз)

Заголовочная страница содержит информацию о базе данных в целом. На рис 4 4 изображена страница данных так, как это показывает нам IBSurgeon

Получить представление о содержании заголовочной страницы также можно, получив статистику по базе данных Для этого можно воспользоваться утилитой командной строки qstat или каким-нибудь более удобным инструментом для администрирования InteiBase из списка в приложении "Инструменты администратора и разработчика InterBase" Подробнее процесс получения статистики для базы данных и описание данных заголовочной страницы содержатся в главе "Статистика в InterBase" (ч 4)

Здесь стоит лишь отметить, что заголовочная страница содержит такую важную информацию, как размер страницы, номер версии ODS (On-Disk Structure) (см о ней ниже], конфольная сумма базы данных (для On-Disk Structuie 9 хх и старше она обычно равна 12345), дата создания базы данных, а также информацию о транзакциях и множество других сведений. Например, Implementation ID хранит информацию о том. под какой ОС эта база данных была создана

Рис 4.4. Страница заголовка базы данных (header page)

При подключении к базе сервер InterBase считывает первые 1024 байта информации от начала файла и определяет по считанным значениям, действительно ли файл, указанный в строке соединения, является базой данных InterBase. Затем сервер с заголовочной страницы считывает номер версии ODS (On-Disk Structure) и размер страницы в этой базе данных и, если версия ODS совместима с реализацией сервера, производит перечитывание всей заголовочной страницы, пользуясь уже корректным размером страницы, полученным из первых 1024 байт После этого с заголовочной страницы считываются остальные важные параметры базы данных - режим чтения-записи, диалект базы данных и т.д.