图3-1是一张被广泛使用的图，这个图展示的是一个用户从发出请求到得到SQL Server响应的流程，即查询生命周期。
在整个SQL Server运行周期中，无论哪一步出现性能瓶颈，都将使SQL Server表现出性能问题。下面简要介绍一下其中涉及的各个组件。
1．协议层
在用户发起对数据库的请求后，该请求通过网络接口（SQL Server Network Interface， SNI）传到协议层中。SNI是客户端和服务器之间的连接，对于目前已发布的SQL Server版本，有以下4种网络协议。
1）共享内存（Shared Memory）。它是默认开启的网络协议，也是最快、最简单的协议，但是有一定的局限，只能在SQL Server所在的本机使用。这也是为什么经常能够在本机连接到SQL Server，但是外部机器连不上的原因之一，如果外部访问所需的协议没有开启，外部访问就不能连接SQL Server。而且，由于本机使用了共享内存协议，所以不需要做任何配置就可以连上。这个协议仅用于检查连接问题。
2）TCP/IP。这是在互联网上最常用的协议，可让外部访问通过IP地址和端口号（默认1433）来访问SQL Server。
3）命名管道（Named Piped）。它与TCP/IP类似，不过仅限于局域网访问。该协议默认使用445端口，所以如果使用这种协议，需要确保这个端口的可用性。
4）VIA。这几乎是个没有用的协议，并且SQL Server出现的很多问题都是由于开启了这个服务导致的，可能在后续版本中将会移除（实际上在SQL Server 2012已经找不到VIA的影子了），所以不建议用户使用。
不管使用哪种协议，一旦连接接通，SNI会创建一个安全的TDS端点，用于接收和发送请求。
2．表格数据流端点
表格数据流端点（Tabular Data Stream Endpoints）起源于Sybase，现在是微软专属的网络协议。一个网络协议一旦连接成功，就会创建一个对应的TDS端点，用于在客户端与服务器之间互传信息。
对于这一步，性能问题可能会出现在把请求的内容转换成SQL Server能处理的格式的过程中，如果数据量大，转换开销就高，不管是从外部传入SQL Server还是从SQL Server输出到外部，都是如此。
3．命令解析器
在TDS把请求转换成SQL Server内部可识别的格式后，首先会传到命令解析器（Command Parser）处，这个组件会检查传入的T-SQL语法是否符合规定，如果语法不符合要求，就会报错并通过TDS把错误信息传回客户端，最后结束过程。如果语法符合要求，就会生成查询树传入查询优化器中。
命令解析器同时也会检查是否已经存在缓存了的执行计划，如果存在，就重用；如果不存在，就让查询优化器生成执行计划。
4．查询优化器
该组件是SQL Server的核心部分，这部分将在第5章中详细讲述。优化器的作用是对特定的请求进行一系列的优化，使其尽可能高效地对数据进行操作。最终选择最低开销的候选计划生成预估执行计划，并传入查询执行器执行查询。
5．查询执行器
正如其名，查询执行器是执行查询的组件，但是实际上并不真正执行，而是通过OLE DB协议访问并使用一系列的指令操作存储引擎进行查询的执行操作。存储引擎才是实际的查询执行者。
6．数据访问方法
数据访问方法是提供数据和索引的存储、查询及修改的代码集合。它包含了所有操作数据的代码，但是并不由它自己去实际操作数据，而是提交请求到缓冲管理器。
7．缓冲管理器
缓冲（Buffer）管理器是管理Buffer Pool的组件。Buffer Pool是SQL Server内存的主要部分，它管理内存中的数据，并把适当的数据作为输出传输给（数据访问方法）。如果所需数据不在于内存中，缓冲管理器需要从磁盘读取对应的数据页到内存的数据缓存，然后把所需的数据返回给数据访问方法。这个过程中可能会出现一种等待状态PageIOLatch，关于等待状态将在第7章介绍。
8．数据缓存
数据缓存（Data Cache）是Buffer Pool中的最大部分，也可以说是SQL Server中占用内存最多的部分。它用于存放从磁盘加载到内存中的数据，以便后续操作使用。
对于当前数据缓存中每个数据库的缓存大小情况，可以使用一个DMV来查询——sys.dm_os_buffer_descriptors，代码清单3-1如下。
代码清单3-1 查看每个数据库缓存大小
SELECT COUNT(*) * 8 / 1024 AS 'Cached Size (MB)' ,
CASE database_id
WHEN 32767 THEN 'ResourceDb'
ELSE DB_NAME(database_id)
END AS 'Database'
FROM sys.dm_os_buffer_descriptors
GROUP BY DB_NAME(database_id) , database_id
ORDER BY 'Cached Size (MB)' DESC
缓存中的数据并不是一直存放的，当数据很久没被使用，或者SQL Server感觉到有内存压力时，就会释放一部分数据缓存。在该过程中会调用一个叫Lazy Writer的进程，这个进程会把脏页（从磁盘加载到内存后有改动过的数据页）写入磁盘，并释放这部分的空间。如果读者对实例中每个库的脏页数量有兴趣，可以用下面的代码查看：
--SQL Server当前脏页数
SELECT DB_NAME(database_id) AS 'Database' ,
COUNT(page_id) AS 'Dirty Pages(KB)'
FROM sys.dm_os_buffer_descriptors
WHERE is_modified = 1
GROUP BY DB_NAME(database_id)
ORDER BY COUNT(page_id) DESC
如果想知道SQL Server保留数据缓存中的数据时间，可以查看性能监视器（第11章）中的MSSQL$<实例>:Buffer Manager\Page Life Expectancy计数器（PLE）的值。这个值也是判断是否有内存压力的指标之一，微软的建议值是不小于300秒。但是需要说明的是，微软的建议值多存在一定的误导性，比如这里就是一个：300秒是基于4GB内存的32位系统得出来的。对于拥有32GB内存的64位操作系统来说，国外的专家给出的建议是PLE的值不少于2400秒。
9．事务管理器
事务管理器主要包含两部分：锁管理器和日志管理器。
1）锁管理器通过使用锁机制来保证数据的并发性和隔离性，这部分在第9章介绍。
2）日志管理器通过预写入日志机制，保证事务的ACID特性（见下节）。
当需要修改数据时，数据访问方法会先到事务管理器中通过对事务日志进行操作，把请求传到Buffer 管理器中完成，然后返回给数据访问方法并通过事务管理器写入日志文件中。
SQL Server是一个复杂的系统，完全了解它的结构几乎不可能，但是每一步出现问题都将对稳定使用和性能带来比较大的影响。
