SQL Server 2008 儲存架構深度解析：GAM、SGAM、PFS、IAM 頁面結構與 DBCC PAGE 實戰

儲存層級總覽

• 頁面：8 KB，最小 I/O 單位。
• 區塊：8 頁 = 64 KB，空間配置單位。
• 檔案：邏輯檔案包含連續頁面 (頁碼 0 起)。
• 檔案群組：邏輯容器，包含一或多個檔案。

新建資料庫前 9 頁固定配置

GAM / SGAM 核心邏輯

• 每個 GAM/SGAM 頁面覆蓋 **64,000 區塊 ≈ 4 GB** 資料。
• 檔案 > 4 GB 時，每 511,230 頁 (≈ 4 GB) 會出現新的 GAM/SGAM 頁面。
• 配置演算法：
   - 需混合區塊 → 掃描 SGAM 找 bit=1。
   - 需統一區塊 → 掃描 GAM 找 bit=1。
   - 兩者皆無 → 檔案成長或報錯 1105。

DBCC PAGE 實戰觀察

-- 開啟輸出到用戶端
DBCC TRACEON(3604);
GO

-- 查看 GAM (頁面 2) 選項 3 (含資料列解碼)
DBCC PAGE('TestDB', 1, 2, 3);
GO

-- 查看 SGAM (頁面 3)
DBCC PAGE('TestDB', 1, 3, 3);
GO

-- 以表格輸出 (選項 1 + WITH TABLERESULTS)
DBCC PAGE('TestDB', 1, 2, 1) WITH TABLERESULTS;
DBCC PAGE('TestDB', 1, 3, 1) WITH TABLERESULTS;

輸出關鍵區段

• BUFFER：記憶體緩衝區標頭 (每次查詢位址不同)。
• PAGE HEADER：`m_type`、`m_objId` (AllocUnitId)、`m_lsn` 等。
• DATA：Slot 0 = 保留 94 bytes；Slot 1 = 位圖資料 (每 bit 對應一區塊)。
• OFFSET TABLE：各 Slot 起始位移。

位圖解碼範例 (GAM)

第 194-196 bytes (0-based) = `00 00 C0` (hex)。
轉二進位：`1100 0000` → 反轉後 `00 00 11` → 表示前 2 區塊 (0-1) 為自由，其餘已配置。
對應前 128 頁 (16 區塊) 已配置，符合系統物件佔用。

PFS / IAM 簡介

• PFS (頁 1)：每 byte 對應一頁，記錄配置狀態 (配置/未配置)、混合/統一、可用空間 50%/80%/95%/100%。
• IAM (Index Allocation Map)：每個配置單元 (Heap/Index/LOB) 擁有 IAM 鏈，記錄該物件擁有的區塊範圍，供 `DBCC SHOWCONTIG`、掃描使用。

實用查詢：檢視檔案內頁面類型分佈

SELECT
    file_id, page_id,
    CASE page_type
        WHEN 1 THEN 'Data'
        WHEN 2 THEN 'Index'
        WHEN 8 THEN 'GAM'
        WHEN 9 THEN 'SGAM'
        WHEN 11 THEN 'PFS'
        WHEN 13 THEN 'Boot'
        WHEN 15 THEN 'FileHeader'
        WHEN 16 THEN 'DCM'
        WHEN 17 THEN 'BCM'
        ELSE 'Other(' + CAST(page_type AS VARCHAR) + ')'
    END AS PageType,
    page_level, allocation_unit_id
FROM sys.dm_db_database_page_allocations(DB_ID(), NULL, NULL, NULL, 'DETAILED')
WHERE page_type IN (1,2,8,9,11,13,15,16,17)
ORDER BY file_id, page_id;

總結

理解 GAM/SGAM/PFS/IAM 運作機制，有助於：排查配置爭用 (SGAM 熱點)、解讀 `DBCC CHECKDB` 輸出、規劃檔案群組與成長策略、優化大量載入 (最小化記錄配置)。