FILESTREAM (SQL Server)

适用于：SQL Server - 仅限 Windows

借助 FILESTREAM，基于 SQL Server的应用程序可以将非结构化的数据（如文档和图像）存储在文件系统中。 应用程序可以使用文件系统的丰富流式处理 API 和性能，同时保持非结构化数据和相应结构化数据之间的事务一致性。

FILESTREAM 通过将 SQL Server 数据库引擎 varbinary(max) 二进制大型对象 (BLOB) 数据作为文件存储在 NTFS 或 ReFS 文件系统中，将 与该文件系统集成在一起。 Transact-SQL 语句可插入、更新、查询、搜索和备份 FILESTREAM 数据。 Win32 文件系统接口提供对数据的流访问权限。

FILESTREAM 使用 NT 系统缓存来缓存文件数据。 在系统缓存中缓存文件有助于减少 FILESTREAM 数据可能对数据库引擎性能产生的任何影响。 不使用SQL Server缓冲池;因此，此内存可用于查询处理。

在安装或升级 SQL Server时，并不会自动启用 FILESTREAM。 您必须使用 SQL Server 配置管理器和 SQL Server Management Studio来启用 FILESTREAM。 若要使用 FILESTREAM，您必须创建或修改数据库以包含一个特殊类型的文件组。 然后，创建或修改某个表，以使其包含一个具有 FILESTREAM 属性的 varbinary(max) 列。 完成这些任务后，可以使用 Transact-SQL 和 Win32 来管理 FILESTREAM 数据。

何时使用 FILESTREAM

在 SQL Server中，BLOB 可以是将数据存储在表中的标准 varbinary(max) 数据，也可以是将数据存储在文件系统中的 FILESTREAM varbinary(max) 对象。 数据的大小和应用情况决定您应该使用数据库存储还是文件系统存储。 如果满足以下条件，则应考虑使用 FILESTREAM：

• 所存储的对象平均大于 1 MB。
• 快速读取访问很重要。
• 你正在开发将中间层用于应用程序逻辑的应用程序。

对于较小的对象，将 varbinary(max) BLOB 存储在数据库中通常会提供更为优异的流性能。

FILESTREAM 存储

FILESTREAM 存储以 varbinary(max) 列的形式实现，在该列中数据以 BLOB 的形式存储在文件系统中。 BLOB 的大小仅受文件系统容量大小的限制。 标准 varbinary ( 2 GB 文件大小的最大) 限制不适用于存储在文件系统中的 BLOB。

若要指定列应将数据存储在文件系统中，请对 varbinary(max) 列指定 FILESTREAM 属性。 此属性会导致数据库引擎在文件系统上存储该列的所有数据，但不存储在数据库文件中。

FILESTREAM 数据必须存储在 FILESTREAM 文件组中。 FILESTREAM 文件组是包含文件系统目录而非文件本身的专用文件组。 这些文件系统目录称为“数据容器” 。 数据容器是 数据库引擎 存储与文件系统存储之间的接口。

使用 FILESTREAM 存储时，请考虑以下内容：

• 如果表包含 FILESTREAM 列，则每一行都必须具有唯一的一个非 Null 行 ID。
• 可以将多个数据容器添加到 FILESTREAM 文件组。
• 无法嵌套 FILESTREAM 数据容器。
• 使用故障转移群集时，FILESTREAM 文件组必须位于共享磁盘资源上。
• FILESTREAM 文件组可位于压缩卷上。

集成管理

由于 FILESTREAM 作为 varbinary(max) 列实现并直接集成到 数据库引擎中，因此绝大多数 SQL Server 管理工具和函数在使用过程中不会修改 FILESTREAM 数据。 例如，您可以对 FILESTREAM 数据使用所有备份模式和恢复模式，并且 FILESTREAM 数据是与数据库中的结构化数据一起进行备份的。 如果不想使用关系数据备份 FILESTREAM 数据，可以使用部分备份来排除 FILESTREAM 文件组。

集成安全性

在 SQL Server中，保护 FILESTREAM 数据的方式与其他数据相同，即通过在表级或列级授予权限。 如果用户具有访问表中 FILESTREAM 列的权限，则用户可打开关联文件。

注意

FILESTREAM 数据不支持加密。

仅对用于运行 SQL Server 服务帐户的帐户授予访问 FILESTREAM 容器的权限。 建议不对其他帐户授予访问数据容器的权限。

注意

SQL 登录名不能与 FILESTREAM 容器配合工作。 只有 NTFS 或 ReFS 身份验证可与 FILESTREAM 容器配合工作。

使用 Transact-SQL 和文件系统流访问来访问 BLOB 数据

在 FILESTREAM 列中存储数据后，可以使用 Transact-SQL 事务或使用 Win32 API 访问文件。

Transact-SQL 访问

通过使用 Transact-SQL，可以插入、更新和删除 FILESTREAM 数据：

• 您可以使用插入操作用 null 值、空值或相对较短的内联数据预填充 FILESTREAM 字段。 但是，大量数据将以流的方式更有效地导入到使用 Win32 接口的文件中。
• 更新 FILESTREAM 字段时，即会修改文件系统中的基础 BLOB 数据。 将 FILESTREAM 字段设置为 NULL 即会删除与该字段相关联的 BLOB 数据。 不能使用 Transact-SQL 分块更新（以 UPDATE**.**Write () 的形式实现）对数据执行部分更新。
• 当删除行或者删除或截断包含 FILESTREAM 数据的表时，将会删除文件系统中的基础 BLOB 数据。

文件系统流访问

在 SQL Server 事务上下文中支持 Win32 流。 在事务之内，可以使用 FILESTREAM 函数来获取文件的逻辑 UNC 文件系统路径。 接着使用 OpenSqlFilestream API 来获取文件句柄。 然后 Win32 文件流接口（如 ReadFile() 和 WriteFile()）可使用此句柄通过文件系统访问并更新文件。

由于文件操作是事务性的，因此无法通过文件系统删除或重命名 FILESTREAM 文件。

警告

FILESTREAM 容器是由 SQL Server 管理的文件夹。 请勿手动或通过其他应用程序添加或删除 FILESTREAM 文件夹中的文件。 如果这样做，则会导致备份和不一致错误。 有关详细信息，请参阅 MSSQLSERVER_3056、 MSSQLSERVER_7908和 MSSQLSERVER_7906。

语句模型

FILESTREAM 文件系统访问通过使用文件打开和关闭为 Transact-SQL 语句建模。 当打开文件句柄时，语句开始；当关闭句柄时，语句结束。 例如，关闭写入句柄时，在表上注册的任何可能的 AFTER 触发器将触发，就像完成 UPDATE 语句一样。

存储命名空间

在 FILESTREAM 中， 数据库引擎 控制 BLOB 物理文件系统的命名空间。 PathName是一个新增的内部函数，它提供对应于表中每个 FILESTREAM 单元的 BLOB 的逻辑 UNC 路径。 应用程序使用此逻辑路径来获取 Win32 句柄并通过使用常见的 Win32 文件系统接口对 BLOB 数据进行操作。 如果 FILESTREAM 列的值为 NULL，则此函数将返回 NULL。

事务文件系统访问

GET_FILESTREAM_TRANSACTION_CONTEXT()是一个新增的内部函数，它提供表示与会话相关联的当前事务的标记。 事务必须已启动，且仍未被中止或提交。 通过获取标记，应用程序将 FILESTREAM 文件系统流操作与已启动的事务绑定在一起。 在没有显式启动的事务的情况下，此函数将返回 NULL。

在提交或中止事务之前必须关闭所有文件句柄。 如果句柄在事务范围之外保持打开状态，则针对该句柄的其他读取将导致失败;针对句柄的其他写入将成功，但实际数据不会写入磁盘。 与此类似，如果数据库或 数据库引擎 实例关闭，则所有处于打开状态的句柄均无效。

事务持续性

在事务提交时， 数据库引擎 通过使用 FILESTREAM 可确保通过文件系统流访问进行修改的 FILESTREAM BLOB 数据的事务持久性。

隔离语义

隔离语义由 数据库引擎 事务隔离级别决定。 Transact-SQL 和文件系统访问支持读取提交的隔离级别。 支持可重复的读取操作、可序列化和快照隔离级别。 不支持脏读。

文件系统访问的打开操作不等待任何锁。 相反，如果由于事务隔离而无法访问数据，则打开操作会立即失败。 如果由于隔离冲突而无法继续执行打开操作，则流 API 调用将失败并返回 ERROR_SHARING_VIOLATION 错误。

为了允许执行部分更新，应用程序可发出一个设备 FS 控制 (FSCTL_SQL_FILESTREAM_FETCH_OLD_CONTENT) 以将旧内容提取到处于打开状态的句柄所引用的文件中。 这将触发服务器端的旧内容复制操作。 为了提升应用程序性能并在处理超大型文件时避免发生潜在的超时问题，建议您使用异步 I/O。

如果在写入句柄之后发出 FSCTL，则将保持最后一个写入操作并丢失之前对句柄执行的写入操作。

文件系统 API 和支持的隔离级别

当文件系统 API 由于隔离冲突而无法打开文件时，将返回 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。 两个事务尝试访问同一文件时，将发生此隔离冲突。 访问操作的结果取决于打开该文件的模式和运行事务的 SQL Server 版本。 下表概述了访问同一文件的两个事务的可能结果。

事务 1	事务 2	在 SQL Server 2008 上的结果	在 SQL Server 2008 R2 和更高版本上的结果
打开以进行读取。	打开以进行读取。	都成功。	都成功。
打开以进行读取。	打开以进行写入。	都成功。 事务 2 下的写入操作不影响在事务 1 中执行的读取操作。	都成功。 事务 2 下的写入操作不影响在事务 1 中执行的读取操作。
打开以进行写入。	打开以进行读取。	事务 2 下的打开失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。	都成功。
打开以进行写入。	打开以进行写入。	事务 2 下的打开失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。	事务 2 下的打开失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。
打开以进行读取。	打开以进行 SELECT。	都成功。	都成功。
打开以进行读取。	打开以进行 UPDATE 或 DELETE。	都成功。 事务 2 下的写入操作不影响在事务 1 中执行的读取操作。	都成功。 事务 2 下的写入操作不影响在事务 1 中执行的读取操作。
打开以进行写入。	打开以进行 SELECT。	事务 2 在事务 1 提交或结束事务前或该事务锁超时前一直阻塞。	都成功。
打开以进行写入。	打开以进行 UPDATE 或 DELETE。	事务 2 在事务 1 提交或结束事务前或该事务锁超时前一直阻塞。	事务 2 在事务 1 提交或结束事务前或该事务锁超时前一直阻塞。
打开以进行 SELECT。	打开以进行读取。	都成功。	都成功。
打开以进行 SELECT。	打开以进行写入。	都成功。 事务 2 下的写入操作不影响事务 1。	都成功。 事务 2 下的写入操作不影响事务 1。
打开以进行 UPDATE 或 DELETE。	打开以进行读取。	事务 2 下的打开操作失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。	都成功。
打开以进行 UPDATE 或 DELETE。	打开以进行写入。	事务 2 下的打开操作失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。	事务 2 下的打开操作失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。
打开以进行可重复读取的 SELECT。	打开以进行读取。	都成功。	都成功。
打开以进行可重复读取的 SELECT。	打开以进行写入。	事务 2 下的打开操作失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。	事务 2 下的打开操作失败，并发生 ERROR_SHARING_VIOLATION 异常。

从远程客户端写透

对 FILESTREAM 数据的远程文件系统访问是通过 Server Message Block (SMB) 协议启用的。 如果客户端为远程客户端，则客户端不对任何写入操作进行缓存。 写入操作将始终发送到服务器。 服务器端可对数据进行缓存。 建议在远程客户端上运行的应用程序将小型写入操作合并为更大的操作。 目标是执行更少的写入操作。

不支持通过使用 FILESTREAM 句柄创建内存映射视图（内存映射 I/O）。 如果内存映射用于 FILESTREAM 数据，则 数据库引擎 将无法保证数据的一致性和持久性或数据库的完整性。

有关提升 FILESTREAM 性能的建议和指导

SQL Server FILESTREAM 功能允许将 varbinary (最大) 二进制大型对象数据存储为文件系统中的文件。 如果你在 FILESTREAM 容器中拥有大量的行，而这些容器是 FILESTREAM 列和 FileTable 的基础存储区，那么你会得到一个文件系统卷，其中包含大量文件。 为了在处理来自数据库和文件系统的集成数据时获得最佳性能，请务必确保文件系统以最佳方式优化。 下面是从文件系统的角度来说可进行的一些优化：

• SQL Server FILESTREAM 筛选器驱动程序 [例如，rsfx0100.sys] 的高度检查。 对于与采用 FILESTREAM 功能存储文件的卷关联的存储堆栈，评估为其加载的所有筛选器驱动程序，并确保 rsfx 驱动程序位于堆栈的底部。 可使用 FLTMC.EXE 控制程序来枚举特定卷的筛选器驱动程序。 下面是 FLTMC 实用工具的示例输出： C:\Windows\System32>fltMC.exe 筛选器

  筛选器名称	实例数	海拔高度	Frame
  Sftredir	1	406000	0
  MpFilter	9	328000	0
  luafv	1	135000	0
  FileInfo	9	45000	0
  RsFx0103	1	41001.03	0

• 检查服务器是否对文件禁用了“上次访问时间”属性。 该文件系统属性是在注册表中进行维护的：
  键名称：HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem
  名称：NtfsDisableLastAccessUpdate
  键入：REG_DWORD
  值：1

• 检查服务器是否已禁用 8.3 命名。 该文件系统属性是在注册表中进行维护的：
  键名称：HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem
  名称：NtfsDisable8dot3NameCreation
  键入：REG_DWORD
  值：1

• 检查 FILESTREAM 目录容器是否未启用文件系统加密或文件系统压缩，未加密或未压缩会导致在访问这些文件时产生一定的开销。

• 从提升的命令提示符处运行 fltmc 实例，并确保没有筛选器驱动程序附加到你尝试还原的卷。

• 检查 FILESTREAM 目录容器中的文件数不超过 300,000 个。 可使用 sys.database_files 目录视图中的信息来确定文件系统的哪些目录在存储 FILESTREAM-related 文件。 可通过使用多个容器来防止出现这种情况。 （有关详细信息，请查看下一项目符号项。）

• 如果只有一个 FILESTREAM 文件组，则所有数据文件都是在同一文件夹下创建的。 对超大量的文件进行创建可能会受到大型 NTFS 索引的影响，这也可能会造成碎片化。

  • 有多个文件组通常有助于这种情况（应用程序使用分区或具有多个表，每个表放入其自己的文件组中）。

  • 使用 SQL Server 2012 及更高版本时，你可在一个 FILESTREAM 文件组下具有多个容器或文件，而且将采用轮询分配方案。 因此，每个目录的 NTFS 文件数会小得多。

• 如果使用存储容器的多个卷，那么由于有多个 FILESTREAM 容器，备份和还原的速度会更快。

  SQL Server 2012 支持每个文件组有多个容器，它可使操作变得更简单。 无需使用复杂的分区方案来管理更多数量的文件。

• 当 SQL 实例中存在大量 FILESTREAM 容器时，使用许多 FILESTREAM 容器启动数据库可能需要很长时间才能在 FILESTREAM 筛选器驱动程序中注册它们。 将它们分散到多个不同的卷中将有助于缩短数据库启动时间。

• NTFS MFT 可能会被碎片化，这可能会导致性能问题。 MFT 预留大小的确由卷大小而定，因此不确定你是否会遇到这种情况。

  • 可通过 defrag /A /V C: 检查 MFT 碎片化（将 C: 更改为实际的卷名称）。

  • 可使用 fsutil behavior 将 mftzone 设置为 2，预留更多的 MFT 空间。

  • 应从防病毒软件扫描中排除 FILESTREAM 数据文件。

    注意

    Windows Server 2016 会自动启用 Windows Defender。 请确保已将 Windows Defender 配置为排除 Filestream 文件。 如果不这样做，可能会导致备份和还原操作的性能下降。

    有关详细信息，请查看为 Windows Defender 防病毒扫描配置和验证排除项。

Related Tasks

启用和配置 FILESTREAM
创建启用了 FILESTREAM 的数据库
创建表以存储 FILESTREAM 数据
使用 Transact-SQL 访问 FILESTREAM 数据
为 FILESTREAM 数据创建客户端应用程序
使用 OpenSqlFilestream 访问 FILESTREAM 数据
对 FILESTREAM 数据进行部分更新
避免与 FILESTREAM 应用程序中的数据库操作冲突
移动启用了 FILESTREAM 的数据库
在故障转移群集中设置 FILESTREAM
将防火墙配置为进行 FILESTREAM 访问

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