SQLServer的数据页大小是8kb，8个连续的物理页组成一个区。区分混合区跟统一区，混合区内可以存储不同数据库对象的内容，通常这个数据库对象较小；统一区表示区内连续的8个数据页存储的都是同一个数据库对象的内容。
SQL SERVER的磁盘读写是按页级进行，每次I/O操作的数据最小单位是以8kb为单位的页。页是存储单位，区是管理单位。
数据页根据其存储内容不同，分为多种类型，本文简要描述。
1 数据页的类型
不同类型的数据，存储在不同类型的页面里，大致可以分为3个方向：存储实际数据的、存储管理数据页数据的及存储备份相关的数据，这3个反向，又各有不同的page type。详见下表。
| Id | User_for | Page Type | Page Name | Description |
| 1 | 实际数据 | 数据页 | Data Page | 堆表或者聚集索引的叶子节点 |
| 2 | 索引页 | Index Page | 聚集索引的分支节点或者非聚集索引 | |
| 3 | LOB | LOB | 用来存放大型对象数据类型：text , image ,varchar(max) , varbinary(max)等 | |
| 4 | 行溢出页 | Row Overflow Page | 只能存储单一text或者image列数据块 | |
| 5 | 管理数据页数据 | GAM页 | Global Allocation Map | 管理统一区的位图 |
| 6 | SGAM页 | Shared Global Allocation Map | 管理混合区的位图 | |
| 7 | IAM页 | Index Allocation Map | 分配单元分配到的区 | |
| 8 | PFS页 | Page Free Space | 可用空间 | |
| 9 | 备份相关的数据 | DCM页 | Differential Changed Map | 自最后一条backup database 语句之后更改的区的信息 |
| 10 | BCM页 | Bulk Changed Map | 自最后一条backup log语句之后的大容量操作所修改的区的信息 |
针对备份相关数据的页面类型，这里不做详细描述。存储实际数据的页面类型， 后面会有几篇博文详细描述。本文重点讲解下 存储 管理数据页数据 的页面类型：GAM，SGAM，IAM，PFS 。这块，对tempdb的性能优化会有比较大的帮助。
每一个数据文件的开头都分布GAM，SGAM，PFS这些页面，它们记录了这个数据库文件中哪些页面已经被使用，哪些页面还没有使用。
1.1 PFS
PFS页，用来跟踪页分配级别，存储当前数据文件里所有页分配及可用空间的信息，每一个数据文件的第2个数据页都是PFS，页号为1 。该页面中，每一个字节描述后面每一个数据页是否还有空间可以写记录，也就是一个PFS页是8k，约有8k个字节可以描述后续每个页面的使用情况，也就是一个PFS页，可以描述8k个数据页的使用情况，这就意味着单个PFS页能够存储约64M数据页的可用空间情况。所以，大约每隔64Mb，就会有一个新的PFS页。
每个字节描述一个数据页的使用情况，一个字节有8个bits，分别第0-7位，用途如下：
- bit 0-2位，描述该页还有多少空闲空间
- 0x00 is empty
- 0x01 is 1 to 50% full
- 0x02 is 51 to 80% full
- 0x03 is 81 to 95% full
- 0x04 is 96 to 100% full
- bit 3 (0x08): 该数据页是否存在鬼影记录（ghost records：http://www.cnblogs.com/lyhabc/archive/2013/06/16/3138214.html）?
- bit 4 (0x10): 是否是IAM页?
- bit 5 (0x20): 是否是混合页?
- bit 6 (0x40): 是否已分配使用?
- Bit 7 保留，未使用，无实际含义
1.2 GAM & SGAM
SQL SERVER的区分为两种类型：混合区（uniform extent）跟统一区（mixed extent）。
混合区，指区内连续的8个数据页，分别分配给不同的数据库对象存储使用，这有利于小表在使用的过程中，没有一下子就占据了一个区，而是先从混合区使用，合理分配空间；统一区，指的是区内连续8个页都是用来存储同一个数据对象的，当一个表格分配了8个混合区页后，会开始分配使用统一区，避免数据分散存储在各个不连续的数据页中。
1.2.1 GAM
GAM页，用来跟踪区的分配情况，描述每区是否被分配，每个区用1bit标识其分配情况。一个GAM页8k，一共有8k*8 bit，也就是差不多可以标识 64000个区，约 8k*8bit*（8*8k）=4G 空间，所以，大概每隔 4G空间左右，就有一个GAM页来标识下一个4G的空间分配情况。
- Bit=1，标识当前的区是空闲的，可以用来分配；
- Bit=0，标识当前的区以及被数据使用。
SQL Server通过读取GAM页找到可用空间，并把这个区或者区内的某一个页分配给一个对象。一个范围仅存储一个比特（而不是像PFS页，PFS是一个页一个字节），意味着单个GAM页能够追踪更多空间，在一个数据文件中，你可以在大约4GB间隔的空间找到一个新GAM页。然而，数据文件中的第一个GAM页的页码总是2，因此“2:1:2”就表示tempdb中的第一个GAM页。
1.2.2 SGAM
SGAM页，用来跟踪区的分配情况，描述哪些区是混合区并且至少有一个空闲的数据页。1bit描述一个区，1表示该区是混合区且至少有一个空闲的数据页，代表该区可以分配给需要使用混合区的对象。
SQL Server通过读取SGAM页来找到与可用空间混合的范围来把空间分配给小对象。单个SGAM页能够追踪4GB的空间，因此，你可以在4GB的间隔中找到它们，就像GAM页一样。在数据文件中，第一个SGAM页是页3，所以“2:1:3”就表示tempdb的第一个SGAM页。
那么，这两种类型的数据页是如何协助存储引擎对区进行管理的呢？
- 当存储引擎分配一个统一区时，在GAM页中寻找标记为1的页面，把标记修改为0，SGAM页中的标记位不做变动，保持为0；
- 当存储引擎分配一个混合区时，在GAM页中寻找标记为1的页面，把标记修改为0，SGAM页中的标记位从0修改1；
- 当存储引擎寻找一个有空闲页的混合区是，直接在SGAM页中查找标记位1对应的数据页；如果没有找到，则会重新分配一个混合区。
1.2.3 IAM
区的分配，使用GAM及SGAM管理；页的使用情况，采用PFS页管理。那么，每一个数据库对象在各个页里或者区里的存储情况，由谁协助管理呢？答案是 IAM页。
一个表格中，IAM页用来描述数据的分布情况，基于分配单元来描述。根据实际数据的存储情况，分为以下3种分配单元：
- IN_ROW_DATA
- 存储堆或索引分区，即heap和B-tree。
- LOB_DATA
- 存储大型对象 (LOB) 数据类型，例如 xml、varbinary(max) 和 varchar(max)。
- ROW_OVERFLOW_DATA
- 存储超过 8,060 字节行大小限制的 varchar、nvarchar、varbinary 或 sql_variant 列中存储的可变长度数据。
每个有数据的表格，至少有一个 IAM页来管理 IN_ROW_DATA的存储情况，如果表格里有LOB_DATA，则会多一个IAM页来管理LOB_DATA，ROW_OVERFLOW_DATA也是一样。
2 数据页结构
数据页有4个部分：页头、行记录、空闲空间及行偏移量。详见下图：
2.1 页头
占用96字节，存储跟该页面相关的系统数据。
页头的内容如下：
2.2 行记录
- 存储数据行记录以及索引数据
- 行记录也可以在独立页面上存储，比如行溢出数据即LOB数据
2.3 空闲空间
- 除去页头，行记录，以及偏移量剩下的空间，提供给行记录及行偏移量使用
2.4 行偏移量
- 行偏移是一个个小块组成的，每个小块2个字节，表示数据行从第几个字节后开始记录，也就是距离页头多少偏移量开始记录
- 存储方式是从有往左存储，用槽位来描述，slot 0 ，slot 1 ....
- 行偏移量记录的内容是什么呢？该行记录从哪个字节开始，一般情况下，slot 1 从第96个字节后开始
- 常说的聚集索引存储顺序是物理排序，指的不是行记录物理排序，而是行偏移量物理排序，数据页中，行记录都是顺序往后添加的，通过修改行偏移量来达到聚集索引的顺序查找
3 查询数据页存储格式的途径
查看数据页存储方式这里简单介绍两种方式：dbcc page查看以及dbcc ind查看，这两个指令都是非公开的指令，所以msdn上找不到相应的使用说明。不过，还是可以通过 技术内幕的相关资料来查阅分析。
这两个指令在打开跟踪标记2588后可以查看其参数说明，打开跟踪标记3604后，可以把指令执行结果放回到客户端而不是记录在错误日志中。
3.1 dbcc ind
3.1.1 语法说明
查看ind的参数说明，打开跟踪标记2588，help查询。
DBCC TRACEON(2588) DBCC HELP('ind') DBCC 执行完毕。如果 DBCC 输出了错误信息，请与系统管理员联系。 dbcc IND ( { 'dbname' | dbid }, { 'objname' | objid }, { nonclustered indid | 1 | 0 | -1 | -2 } [, partition_number] ) DBCC 执行完毕。如果 DBCC 输出了错误信息，请与系统管理员联系。
输出的格式有4种方式，不同方式，输出不一样。
- -2：返回所有IAM页，基于管理行内数据页，行溢出数据页及大对象数据页的IAM页
- -1：返回所有IAM页及数据页。
- 0：返回管理行内数据页的IAM页，行内数据页
- 1：返回聚集索引的数据页信息及IAM页信息（同-1）
- 2：返回第1个非聚集索引的数据页信息及IAM页信息
- 3：返回第2个非聚集索引的数据页信息及IAM页信息
- ...
- n：返回第（n-1）个非聚集索引的数据页信息及IAM页信息（n>1）
3.1.2 测试案例
新建表格，tbpage_c，包含大数据对象及行溢出情况。INSERT一行数据，然后分析。数据库中，每行数据默认存储在同一个数据页，如果一个数据页存储不了一行数据，则会出现行溢出情况，具体可自行了解行溢出，所以在这个表格里边，设置两个数据列占用空间>8k，具体见表SQL如下，造数据的SQL如下。
create table tbpage_c(id int identity(1,1) not null primary key ,namea varchar(6000),nameb varchar(3000),descriptions text) #name_a INSERT 6000个字符，name_b INSERT 3000个字符，descriptions INSERT 100个字符 INSERT INTO tbpage_c(NAMEA,nameb,descriptions) select substring(stuff((select name+',' from master.dbo.spt_values for xml path('')),1,1,''),1,6000) , substring(stuff((select name+',' from master.dbo.spt_values for xml path('')),1,1,''),1,3000) , substring(stuff((select name+',' from master.dbo.spt_values for xml path('')),1,1,''),1,100)
dbcc ind('dbpage','tbpage_c',-2)
选项为-2，显示表格的所有IAM页面。由于表格存在行溢出及大对象列，所以会有其相对应的IAM页面，故可以看到有3个IAM，分别为 In-row data ，Row-overflow data ，LOB data。
dbcc ind('dbpage','tbpage_c',-1)
选项为-1，返回所有IAM页及数据页。
- 数据页号310，309属于 In-row data 类型。309记录实际数据，310记录In-row data实际数据页的分布情况。
- 数据页号307，308属于 Row-overflow data 类型。307记录实际数据，308记录 Row-overflow data 实际数据页的分布情况。
- 数据页号305，306属于 LOB data 类型。305记录实际数据，306记录 LOB data 实际数据页的分布情况。
dbcc ind('dbpage','tbpage_c',0)
选项为0，返回管理行内数据页的IAM页，行内数据页，故此处仅返回 In-row data 相关数据页。
dbcc ind('dbpage','tbpage_c',1)
选项为1，返回聚集索引涉及到所有IAM页及数据页。
3.2 dbcc page
3.2.1 语法说明
查看page的参数说明，打开跟踪标记2588，help查询。
DBCC TRACEON(2588) DBCC HELP('PAGE') DBCC 执行完毕。如果 DBCC 输出了错误信息，请与系统管理员联系。 dbcc PAGE ( {'dbname' | dbid}, filenum, pagenum [, printopt={0|1|2|3} ]) DBCC 执行完毕。如果 DBCC 输出了错误信息，请与系统管理员联系
输出的格式有4种方式，不同方式，输出不一样。
- 0：输出可读形式的数据页页头数据
- 1：输出可读形式的数据页页头数据，并且还有槽位对应记录的十六进制内容
- 2：输出可读形式的数据页页头数据，输出整个数据页页头的十六进制数据，整一页的内容都显示，包括未使用的空间。
- 3：输出可读形式的数据页页头数据，并且包括记录中每个字段的可读形式，行溢出数据也会显示数据内容，但是大对象则不显示内容，而是说明其存储位置！所以选项3，也是输出内容最全面的。
3.2.2 测试案例
采用3.1.2的表格，分析其 IN_ROW DATA的数据页面，page_id=309 。
本次测试，没有采用 with tableresults分析，如果dbcc page('dbpage',1,309,0) with tableresults，结果则是已表格形式返回，可以提供后期管理分析用。
选项为0，输出可读格式的数据页 页头数据。
DBCC TRACEON(3604)
dbcc page('dbpage',1,309,0) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- PAGE: (1:309) BUFFER: BUF @0x000000027C0827C0 bpage = 0x000000026FA86000 bhash = 0x0000000000000000 bpageno = (1:309) bdbid = 10 breferences = 0 bcputicks = 0 bsampleCount = 0 bUse1 = 46781 bstat = 0xb blog = 0x212121cc bnext = 0x0000000000000000 PAGE HEADER: Page @0x000000026FA86000 m_pageId = (1:309) m_headerVersion = 1 m_type = 1 /* m_pageId 当前页面号码；m_headerVersion 版本号，始终为1；m_type 页面数据类型，1为数据页面，10为IAM页面等，具体参考pagetype */ m_typeFlagBits = 0x0 m_level = 0 m_flagBits = 0xc000 /* m_typeFlagBits 数据页和索引页为4，其他页为0 m_level 该页在索引页（B树）中的级数，0表示为叶子节点 m_flagBits 页面标志 */ m_objId (AllocUnitId.idObj) = 35 m_indexId (AllocUnitId.idInd) = 256 /* m_indexId (AllocUnitId.idInd) 索引ID，0 代表堆, 1 代表聚集索引, 2-250 代表非聚集索引 大于250就是text或image字段 */ Metadata: AllocUnitId = 72057594040221696 Metadata: PartitionId = 72057594038976512 Metadata: IndexId = 1 Metadata: ObjectId = 341576255 m_prevPage = (0:0) m_nextPage = (0:0) /* Metadata: AllocUnitId 存储单元的ID,sys.allocation_units.allocation_unit_id Metadata: PartitionId 数据页所在的分区号，sys.partitions.partition_id Metadata: ObjectId 该页面所属的对象的id，sys.objects.object_id Metadata: IndexId sys.objects.object_id&sys.indexes.index_id m_prevPage 该数据页的前一页面 m_nextPage 该数据页的后一页面 */ pminlen = 8 m_slotCnt = 1 m_freeCnt = 5035 m_freeData = 3155 m_reservedCnt = 0 m_lsn = (39:400:68) m_xactReserved = 0 m_xdesId = (0:0) m_ghostRecCnt = 0 m_tornBits = 0 DB Frag ID = 1 /* pminlen 定长数据所占的字节数为多少个字节 m_slotCnt 页面中的数据的行数 m_freeCnt 页面中剩余的空间，还剩多少字节的空间 m_freeData 页面空闲空间的起始位置,一个页面8KB约等于8192字节 页面空闲空间的位置在3155 m_reservedCnt 活动事务释放的字节数 m_lsn 日志记录号 m_xactReserved 最新加入到m_reservedCnt领域的字节数 m_xdesId 添加到m_reservedCnt的最近的事务id m_ghostRecCnt 幻影数据的行数 m_tornBits 页的校验位或者被由数据库页面保护形式决定页面保护位取代 数据库页面的 lsn SQL Server在内存中维护一个哈希表，记录下自己所有做过写入动作的页面最新的LSN（Log Sequence Number）值。 在下次读出页面的时候，会去比较这两个值是否相等。由于LSN是个自动增长的唯一值，每个发生新修改的页面， LSN的值会比原来的要大。所以如果读到的LSN与内存中存放的不一致，就说明上次的写入请求没有真正完成。 这时824错误也会被触发。 */ Allocation Status GAM (1:2) = ALLOCATED SGAM (1:3) = ALLOCATED PFS (1:1) = 0x60 MIXED_EXT ALLOCATED 0_PCT_FULL DIFF (1:6) = CHANGED ML (1:7) = NOT MIN_LOGGED
选项为1，输出可读形式的数据页页头数据，并且还有槽位对应记录的十六进制内容。页头数据已在上文分析，不做处理，这里截图描述槽位对应记录
dbcc page('dbpage',1,309,1) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 页头信息省略中... Slot 0, Offset 0x60, Length 3059, DumpStyle BYTE /* Slot 槽位号，一个槽位一行数据，这一行数据从 0x60 = 96开始，长度是 3059 bytes 下文文该行记录的16进制内容 */ Record Type = PRIMARY_RECORD Record Attributes = NULL_BITMAP VARIABLE_COLUMNS Record Size = 3059 Memory Dump @0x000000001F978060 /*下文为这一行记录 3059个字节内容*/ 0000000000000000: 30000800 01000000 0400a003 002b80e3 0bf38b02 0............+...... 0000000000000014: 00000001 000000d5 69000070 17000033 01000001 ........i..p...3.... 0000000000000028: 00000028 72707429 2c594553 204f5220 4e4f2c53 ...(rpt),YES OR NO,S 000000000000003C: 59535245 4d4f5445 4c4f4749 4e532054 59504553 YSREMOTELOGINS TYPES 中间省略... 0000000000000BCC: 7072696d 61727920 6b65792c 616e7369 5f6e756c primary key,ansi_nul 0000000000000BE0: 6c5f6400 00d10700 00000031 01000001 000100 l_d........1....... OFFSET TABLE: Row - Offset 0 (0x0) - 96 (0x60)
选项为2， 输出整个数据页页头的十六进制数据，整一页的内容都显示，包括未使用的空间。
dbcc page('dbpage',1,309,2) ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 页头信息省略中... /*下文为一整页的数据存储情况，包括行记录跟空闲空间，不区分槽位*/ DATA: Memory Dump @0x0000000028178000 0000000028178000: 01010000 00c00001 00000000 00000800 00000000 .................... 0000000028178014: 00000100 23000000 ab13530c 35010000 01000000 ....#.....S.5....... 0000000028178028: 27000000 90010000 44000000 00000000 00000000 '.......D........... 000000002817803C: 00000000 01000000 00000000 00000000 00000000 .................... 0000000028178050: 00000000 00000000 00000000 00000000 30000800 ................0... 0000000028178064: 01000000 0400a003 002b80e3 0bf38b02 00000001 .........+.......... 0000000028178078: 000000d5 69000070 17000033 01000001 00000028 ....i..p...3.......( 000000002817808C: 72707429 2c594553 204f5220 4e4f2c53 59535245 rpt),YES OR NO,SYSRE 00000000281780A0: 4d4f5445 4c4f4749 4e532054 59504553 2c535953 MOTELOGINS TYPES,SYS 省略中... 0000000028178C1C: 65726963 20726f75 6e646162 6f72742c 7072696d eric roundabort,prim 0000000028178C30: 61727920 6b65792c 616e7369 5f6e756c 6c5f6400 ary key,ansi_null_d. 0000000028178C44: 00d10700 00000031 01000001 00010000 00212121 .......1.........!!! 0000000028178C58: 21212121 21212121 21212121 21212121 21212121 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 0000000028178C6C: 21212121 21212121 21212121 21212121 21212121 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 省略中... 0000000028179FE0: 21212121 21212121 21212121 21212121 21212121 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 0000000028179FF4: 21212121 21212121 21216000 !!!!!!!!!!`. OFFSET TABLE: Row - Offset 0 (0x0) - 96 (0x60)
选项为3， 输出可读形式的数据页页头数据，并且包括记录中每个字段的可读形式，行溢出数据也会显示数据内容，但是大对象则不显示内容，而是说明其存储位置！
dbcc page('dbpage',1,309,3) ------------------------------------------------------------------------------------------------- 页头信息省略中... Slot 0 Offset 0x60 Length 3059 /* Slot 槽位号，一个槽位一行数据，这一行数据从 0x60 = 96开始，长度是 3059 bytes */ Record Type = PRIMARY_RECORD Record Attributes = NULL_BITMAP VARIABLE_COLUMNS Record Size = 3059 Memory Dump @0x000000002BB78060 /*下文为这一行记录 3059个字节内容*/ 0000000000000000: 30000800 01000000 0400a003 002b80e3 0bf38b02 0............+...... 0000000000000014: 00000001 000000d5 69000070 17000033 01000001 ........i..p...3.... 0000000000000028: 00000028 72707429 2c594553 204f5220 4e4f2c53 ...(rpt),YES OR NO,S 000000000000003C: 59535245 4d4f5445 4c4f4749 4e532054 59504553 YSREMOTELOGINS TYPES 0000000000000050: 2c535953 52454d4f 54454c4f 47494e53 20545950 ,SYSREMOTELOGINS TYP 0000000000000064: 45532028 55504441 5445292c 41463a20 61676772 ES (UPDATE),AF: aggr 0000000000000078: 65676174 65206675 6e637469 6f6e2c41 503a2061 egate function,AP: a 中间省略... 0000000000000BB8: 2c6e756d 65726963 20726f75 6e646162 6f72742c ,numeric roundabort, 0000000000000BCC: 7072696d 61727920 6b65792c 616e7369 5f6e756c primary key,ansi_nul 0000000000000BE0: 6c5f6400 00d10700 00000031 01000001 000100 l_d........1....... /*下文为 在槽位0 slot 0 的 这一行记录 ，详细描述每一列的存储情况*/ Slot 0 Column 1 Offset 0x4 Length 4 Length (physical) 4 /*slot 0，第一列 在本页占用4字节，列名为id，值为1*/ id = 1 namea = [BLOB Inline Root] Slot 0 Column 2 Offset 0x13 Length 24 Length (physical) 24 /*slot 0，第2列，本页占用24字节，列名为namea 这里可以看到是发生了行溢出情况，列中没有数据，但是存储了该列的实际位置 实际大小为6000字节，值 存储在第一个文件第307页的 slot 0 槽位上*/ Level = 0 Unused = 0 UpdateSeq = 1 TimeStamp = 1775566848 Type = 2 Link 0 Size = 6000 RowId = (1:307:0) Slot 0 Column 3 Offset 0x2b Length 3000 Length (physical) 3000 nameb = (rpt),YES OR NO,SYSREMOTELOGINS TYPES,SYSREMOTELOGINS TYPES (UPDATE),AF: aggregate function,AP: applicati on,C : check cns,...省略中...primary key,ansi_null_d /*slot 0，第3列 ，本页占用3000字节，列名为nameb ，值为 nameb= 的后面一大段中*/ descriptions = [Textpointer] Slot 0 Column 4 Offset 0xbe3 Length 16 Length (physical) 16 /*slot 0，第4列 ，该列为text数据类型，本页占用16字节，列名为descriptions，其值存储在第一个文件的第305页的 slot 1 槽位上*/ TextTimeStamp = 131137536 RowId = (1:305:1) Slot 0 Offset 0x0 Length 0 Length (physical) 0 /*该表格有主键 ，该行的keyhashvalue值*/ KeyHashValue = (8194443284a0)
选项为3，还有一个特殊情况，就是当分析非聚集索引的时候，其返回会多一个 table
create table tbpage(id int primary key not null identity(1,1) ,cola int,colb varchar(10),colc varchar(100)) insert into tbpage(cola,colb,colc) select object_id,type,name from sys.objects create index ix_colc on tbpage(colc) select * from sys.indexes where name='ix_colc' dbcc ind('dbpage','tbpage',-1)
dbcc page('dbpage',1,319,3)
返回多了一个可读性的列表，详细描述索引的列情况及键值情况，同时，原先的消息内容也还保持。
参考博文：
参考书籍：
《SQL SERVER 2012 实施与实战管理指南》
《SQL Server性能调优实战》
《SQL Server性能调优实战》
《SQL SERVER 2005 技术内幕 存储引擎》