SQL数据库文件结构由数据文件（.mdf/.ndf）和日志文件（.ldf）组成：数据文件以8KB页存储表、索引等实际数据，支持堆或B+树组织；日志文件按LSN顺序记录Redo/Undo操作，保障ACID，依赖VLF管理和Write-Ahead Logging机制；文件组实现逻辑分组与I/O优化，误操作如强行删日志或不当收缩易致恢复失败。
SQL数据库的文件结构主要由数据文件和日志文件组成，二者分工明确、协同工作：数据文件负责持久化存储表、索引等实际数据；日志文件则记录所有事务操作，保障ACID特性（尤其是原子性与持久性）。
数据文件（.mdf / .ndf）：存储真实数据的载体
SQL Server中，主数据文件（.mdf）是数据库的起点，包含系统表、启动信息及部分用户数据；次要数据文件（.ndf）用于水平拆分数据，提升I/O并行能力或管理大容量对象（如大型LOB字段、分区表）。
- 每个数据文件以“页”（Page，8KB）为基本分配单位，连续8页构成一个区（Extent）
- 页内结构包括页头（含页类型、对象ID、校验和）、数据行（按slot数组索引）和空闲空间
- 堆表无固定顺序，聚集索引表的数据页按键值逻辑链式连接，形成B+树叶级
- 文件可设置自动增长（autogrowth），但频繁小步增长易导致内部碎片，建议预估容量后一次性分配合理大小
事务日志文件（.ldf）：保障事务一致性的线性记录
日志文件不是循环覆盖的普通日志，而是一条严格按时间顺序追加的、不可重排的序列。它不存储数据本身，而是记录“如何重做（Redo）”和“如何回滚（Undo）”的操作指令，例如：Log Record = {LSN, Transaction ID, Operation Type (INSERT/UPDATE/DELETE), Page ID, Before/After Image}。
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- 日志被划分为多个虚拟日志文件（VLF），数量取决于初始大小与增长方式——小而频繁的增长会生成大量VLF，拖慢恢复和备份性能
- 简单恢复模式下，检查点后已提交事务的日志可被截断（标记为可覆盖）；完整/大容量日志模式需配合日志备份才能释放空间
- 日志写入是同步的（Write-Ahead Logging），即数据页修改前，对应日志必须先落盘，这是崩溃恢复可靠性的基础
文件组与物理布局影响性能与维护
SQL Server通过文件组（Filegroup）对数据文件进行逻辑分组，支持将不同对象（如索引 vs 表数据、热数据 vs 归档数据）分布到不同磁盘，从而优化I/O路径和备份粒度。
- PRIMARY文件组默认包含.mdf，但建议新建用户文件组（如FG_INDEX、FG_ARCHIVE），显式指定CREATE TABLE/INDEX … ON [FG_NAME]
- 日志文件不应与数据文件共用物理磁盘，避免写竞争；理想情况是日志放在低延迟、顺序写优化的独立卷（如NVMe或专用SAN LUN）
- 使用DBCC PAGE或sys.dm_db_database_page_allocations可查看具体对象在哪些文件、文件组、页中分配，辅助定位热点或碎片问题
常见误操作与风险提示
理解文件结构有助于规避典型故障场景，例如日志暴涨、文件无法收缩、附加失败等，本质多源于对底层机制的误判。
- 执行DBCC SHRINKFILE时若目标值小于当前已用空间，操作静默失败——应先检查日志截断状态（DBCC SQLPERF(LOGSPACE)）或运行CHECKPOINT
- 直接删除.ldf文件会导致数据库进入RECOVERY_PENDING状态；正确做法是备份日志后使用BACKUP LOG … WITH TRUNCATE_ONLY（仅限简单模式）或重建日志（紧急恢复手段）
- 分离数据库后手动移动.mdf/.ldf再附加失败，常因权限丢失（SQL Server服务账户需对新路径有完全控制权）或版本不兼容（高版本备份不能还原到低版本实例）
