一:背景1. 讲故事
前些天看到一个奇怪的 Function 函数,调用的是 C# 链接库中的一个 UserLogin 方法,参考代码如下:
CREATE FUNCTION dbo.clr_UserLogin( @nameAS NVARCHAR(100), @password AS NVARCHAR(100))RETURNS INT ASEXTERNAL NAME asmXXX.[xxx.CLRFunctions].UserLogin;GO
这就让我产生了很大的兴趣,众所周知 SQLSERVER 是 C++ 写的,那这里的 C++ 怎么和 C# 打通呢? 而且 C# 是一门托管语言,需要 JIT 将其 native 化,这个 JIT 又在哪里呢? 带着这些疑问一起研究下吧。
二:互通原理研究1. 一个简单的例子
首先写一段简单的 C# 代码,然后把它编译成 dll。
namespace AQMN.Bussiness{ public class UserFunctions { public static string UserLogin(string username, string password) { var random = new Random(); var isSuccess = random.Next() % 2 == 0; return isSuccess ? "登录成功" : "登录失败"; } }}
接下来需要做的就是数据库参数配置,开启 CLR 支持,并且指定某个数据库支持 unsafe
模式。
EXEC sp_configure 'clr enabled', 1;RECONFIGURE;GOALTER DATABASE MyTestDB SET TRUSTWORTHY ON;GO
为了能够调到 C# 的 UserLogin
方法,需要 SQLSERVER 先导入这个程序集,然后再以 Function 映射其中方法即可,参考代码如下:
CREATE ASSEMBLY clr_AQMN_BussinessFROM 'D:\net6\SQLCrawl\AQMN.Bussiness\bin\Debug\AQMN.Bussiness.dll'WITH PERMISSION_SET = UNSAFE;GOCREATE FUNCTION dbo.clr_UserLogin( @username AS NVARCHAR(100),@password AS NVARCHAR(100))RETURNS NVARCHAR(100)ASEXTERNAL NAME clr_AQMN_Bussiness.[AQMN.Bussiness.UserFunctions].UserLogin;GO
创建完了之后,可以观察 assembly
开头的几个系统视图。
SELECT * FROM sys.assembliesSELECT * FROM sys.assembly_files;SELECT * FROM sys.assembly_modules;
看起来没啥问题,接下来调用一下刚才创建的 clr_UserLogin
函数。
SELECT dbo.clr_UserLogin(N'jack',N'123456') AS 'State'GO 10
从图中看登录结果是随机的,说明 C# 的 Random 函数起到了作用,非常有意思。
2. WinDbg 观察
从案例的运行结果看,推测在 SQLSERVER 中应该承载了一个 CLR 运行环境,那是不是这样呢?可以用 WinDbg 附加到 sqlservr.exe
进程,用 lm 观察下模块加载情况。
0:092> lmstart end module name...00007ff8`d3960000 00007ff8`d3aaf000 clrjit (deferred) 00007ff8`de040000 00007ff8`deb02000 clr (deferred) ...0:092> !eeversion4.8.4300.0 freeServer mode with 12 gc heapsSOS Version: 4.8.4300.0 retail build
从输出看果然加载了 clr
和 clrjit
动态链接库,当前还是 gc server
模式,?哈。
接下来再验证一个问题,既然 clr_UserLogin
函数会显示 登录成功/登录失败
,那必然会调用 C# 的 UserLogin
方法,可以在 WinDbg
中对 UserLogin
方法下一个断点观察一下这个调用过程。
0:090> !name2ee AQMN.Bussiness!AQMN.Bussiness.UserFunctions.UserLoginModule: 00007ff87ee37988Assembly: AQMN.Bussiness, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=nullToken: 0000000006000001MethodDesc: 00007ff87ee38020Name: AQMN.Bussiness.UserFunctions.UserLogin(System.String, System.String)JITTED Code Address: 00007ff87ec560d00:090> bp 00007ff87ec560d00:090> g
从输出信息看 UserLogin 方法已经被 JIT 过了,用 bp 下完断点之后,继续 g,然后在 SSMS 上再次执行查询就可以成功命中啦。
0:090> k # Child-SP RetAddr Call Site00 000000df`1557ae48 00007ff8`7ee500b6 0x00007ff8`7ec560d001 000000df`1557ae50 00007ff8`7ec55ef1 0x00007ff8`7ee500b602 000000df`1557aeb0 00007ff8`de04222e 0x00007ff8`7ec55ef103 000000df`1557af00 00007ff8`a2b79ff3 clr!UMThunkStub+0x6e04 000000df`1557af90 00007ff8`a2b741bd sqllang!CallProtectorImpl::CallWithSEH<AppDomainCallTraits,void,FunctionCallBinder_3 const >+0x2305 000000df`1557afc0 00007ff8`a2b6bfc4 sqllang!CallProtectorImpl::CallExternalFull<AppDomainUserCallTraits,void,FunctionCallBinder_3 const >+0x2dd06 000000df`1557b130 00007ff8`a2bda602 sqllang!CAppDomain::InvokeClrFn+0xd407 000000df`1557b1d0 00007ff8`aef51ee7 sqllang!UDFInvokeExternalImpl+0xb7208 000000df`1557b7e0 00007ff8`9de52e24 sqlTsEs!CEsExec::GeneralEval4+0xe709 000000df`1557b8b0 00007ff8`9de52d64 sqlmin!CQScanProjectNew::EvalExprs+0x18f0a 000000df`1557b920 00007ff8`9ddd8759 sqlmin!CQScanProjectNew::GetRow+0x980b 000000df`1557b970 00007ff8`9ddc73de sqlmin!CQScanLightProfileNew::GetRow+0x190c 000000df`1557b9a0 00007ff8`a25e51d7 sqlmin!CQueryScan::GetRow+0x800d 000000df`1557b9d0 00007ff8`a32a78b2 sqllang!CXStmtQuery::ErsqExecuteQuery+0x3d80e 000000df`1557bb40 00007ff8`a2bc2451 sqllang!CXStmtSelect::XretDoExecute+0x3420f 000000df`1557bc10 00007ff8`a2b733d3 sqllang!UM_LoopbackForStatementExecution+0x19110 000000df`1557bd00 00007ff8`de48e940 sqllang!AppDomainCallback<FunctionCallBinder_5 >+0x2311 000000df`1557bd40 00007ff8`de48e193 clr!ExecuteInAppDomainHelper+0x4012 000000df`1557bd80 00007ff8`a2b79f39 clr!CorHost2::ExecuteInAppDomain+0x3a013 000000df`1557c0a0 00007ff8`a2b73a86 sqllang!CallProtectorImpl::CallWithSEH<AppDomainCallTraits,long,MethodCallBinder_3 >+0x2914 000000df`1557c0d0 00007ff8`a2b6c2d0 sqllang!CallProtectorImpl::CallExternalFull<AppDomainCallTraits,long,MethodCallBinder_3 >+0x18615 000000df`1557c170 00007ff8`a32a72f4 sqllang!CAppDomain::LoopbackForStatementExecution+0x18016 000000df`1557c230 00007ff8`a32a79ad sqllang!CXStmtQuery::XretCLRExecute+0x10417 000000df`1557c2a0 00007ff8`a25e4a65 sqllang!CXStmtSelect::XretExecute+0x4a18 000000df`1557c370 00007ff8`a25e44a8 sqllang!CMsqlExecContext::ExecuteStmts+0x8f219 000000df`1557cf10 00007ff8`a25e3a2c sqllang!CMsqlExecContext::FExecute+0x9361a 000000df`1557def0 00007ff8`a25ee67b sqllang!CSQLSource::Execute+0xc5c1b 000000df`1557e3d0 00007ff8`a25ed815 sqllang!process_request+0xca61c 000000df`1557ead0 00007ff8`a25ed5ef sqllang!process_commands_internal+0x4b71d 000000df`1557ec00 00007ff8`b1e46523 sqllang!process_messages+0x1d61e 000000df`1557ede0 00007ff8`b1e46e6d sqldk!SOS_Task::Param::Execute+0x2321f 000000df`1557f3e0 00007ff8`b1e46c75 sqldk!SOS_Scheduler::RunTask+0xa520 000000df`1557f450 00007ff8`b1e6b160 sqldk!SOS_Scheduler::ProcessTasks+0x39d21 000000df`1557f570 00007ff8`b1e6aa5b sqldk!SchedulerManager::WorkerEntryPoint+0x2a122 000000df`1557f640 00007ff8`b1e6afa4 sqldk!SystemThreadDispatcher::ProcessWorker+0x3ed23 000000df`1557f940 00007ff8`f6d86fd4 sqldk!SchedulerManager::ThreadEntryPoint+0x3b524 000000df`1557fa30 00007ff8`f865cec1 KERNEL32!BaseThreadInitThunk+0x1425 000000df`1557fa60 00000000`00000000 ntdll!RtlUserThreadStart+0x21
果然是一个 request 请求,然后达到了托管方法 UserLogin
,顶部的三行线程栈可以用 !clrstack
具意下。
0:090> !clrstackOS Thread Id: 0x6df4 (90) Child SP IP Call Site000000df1557ae48 00007ff87ec560d0 AQMN.Bussiness.UserFunctions.UserLogin(System.String, System.String)000000df1557ae50 00007ff87ee500b6 DynamicClass.SQLCLR_Eval(IntPtr, IntPtr, IntPtr)000000df1557aeb0 00007ff87ec55ef1 DomainBoundILStubClass.IL_STUB_ReversePInvoke(Int64, Int64, Int64)000000df1557bf18 00007ff8de04222e [ContextTransitionFrame: 000000df1557bf18]
三:总结
SQLSERVER 内嵌了 CLR,让 sqlservr 进程成了一种托管和非托管的混合环境,不知道是好事还是坏事,在我的分析旅程中这种混合环境下看过太多的堆破坏问题,但不管怎么说,托管的 C#,VB,F# 可以助 SQLSERVER 更加强大。