本帖最后由 群发软件 于 2017-9-3 21:58 编辑
oracle物理结构和逻辑结构物理结构查看oracle数据库的物理文件路径一定要用命令查看,除非该数据库是你亲自安装,并做过所有的安全配置,否则非常有可能你的前任对数据库进行了更改,而在一不小心酿成大错。
查看控制文件DESC v$controlfile查看控制文件的状态和名称(显示路径)SELECT status,name FROM v$controlfile;
查看数据文件DESC v$datafile比如查看数据文件的文件号和状态SELECT file#,status,name FROM v$datafile;
看日志文件DESC v$logfile查看日志文件路径信息SELECT member FROM v$logfile;
Oracle的文件系统:控制文件(.CTL),数据文件(.DBF),日志文件(.LOG)
这三种文件系统一般在以下路径可以找到
默认安装路径)/u01/app/oracle/oradata/oracleSID
除此三种文件还有一种参数文件,参数文件不是数据库系统中的有效组成部分,在启动数据库时,参数文件不直接参与工作,只是控制文件是由参数文件寻找的。参数文件位置:/u01/app/oracle/product/10.2.0/db_1/dbs/spfileorac leSID.ora控制文件的内容会显示在参数文件中。参数文件的作用起到寻找控制文件的作用。
Oracle中有两种日志文件,一种为联机日志文件(重做日志文件),一种为归档日志文件。REDO01.LOG和REDO02.LOG,REDO03.LOG是典型的联机日志文件,特点是顺序写文件,写满后写下一个,写满第三个循环写第一个,并且覆盖掉不做备份。归档日志文件,在热备份的时候要选择的一种归档方式。
由控制文件控制数据文件和日志文件。数据库启动时启动对应实例后,首先启动控制文件,在由控制文件打开数据文件。现象是:数据库装载
atabase Mount,然后打开数据库
atabase Open。其实就是先打开控制文件,在打开数据文件。
物理结构下,这些路径是可以随意迁移的,可以存放在任何存储下,包括裸设备。
逻辑结构数据库的逻辑结构相对于物理结构要复杂很多。学逻辑结构,非一日之功,我仅学到相关的大概。以后有时间继续深入学习。数据库存储空间由一个或多个表空间构成。(如system、sysaux.)1、表空间(tablespace)组织数据库空间的逻辑结构,其对物理结构是数据文件,一个表空间物理上由一个或多个数据文件组成,逻辑上由一个或多个数据段组成。2、数据段(segment)逻辑对象所占用空间,如表段,索引段,回滚段等,段存在于表空间中,并对应一定的存储空间。数据段又划分为一个或多个区间。3、区(extent)区间是用于为数据一次性预留的一个逻辑上连续的一组disk空间(默认8块),每个区间占用一定数量的数据块。区不能跨数据文件。4、块(block)数据库最小的存储单位(默认8k),是所有逻辑结构的基本分配单元。以上时逻辑结构的基本结构
1.表空间概述表空间功能·组织数据段空间,控制存储空间的分配·通过使单个表空间在线或离线,控制数据的可用性·通过表空间划分实现跨越设备分配数据存储,以提高性能·通过指定用户使用指定表空间实现对用户的限制·执行部分数据的后备和恢复操作表空间特点·数据中的最大逻辑单位·一个数据库逻辑上至少由一个系统表空间构成·一个表空间物理上至少由一个数据文件构成·一个表空间至少包括一个段(控制信息)·表空间的大小等于所有从属于它的数据文件大小的总和查询表空间使用状况SQL select*from dba_tablespaces;查询数据库中所有表空间信息SQL select*from dba_data_files;查询表空间所含数据文件信息,不含临时表空间SQL select*from dba_temp_files;专查临时表空间所含数据文件SQL select tablespace_name,sum(bytes)from dba_data_files group by tablespace_name;查询表空间大小SQL select tablespace_name,sum(bytes)from dba_free_space group by tablespace_name;查询表空间空闲空间大小
创建表空间SQL create tablespace test datafile’/u01/a.dat’size 5m;更改表空间SQL alter tablespace test add datafile’/u01/b.dat’size 6m;查询表空间SQL select tablespace_name,sum(bytes)from dba_data_files group by tablespace_name;表空间更名SQL alter tablespace test rename to fff;表空间脱机SQL alter tablespace test offline;表空间联机SQL alter tablespace test online;设置表空间只读SQL alter tablespace test read only;设置表空间可读写SQL alter tablespace test read write;扩展表空间SQL alter tablespace test add datafile’/u01/c.dat’size 500M;增加数据文件个数以扩充表空间(数据文件大约5~20个)SQL alter database datafile’/u01/a.dat’resize 80M;扩充数据文件大小扩充表空间SQL alter database datafile’/u01/a.dat’autoextend on maxsize 100M;设置自动扩充参数以自动扩充表空间删除表空间SQL drop tablespace test including contents and datafiles;删除表空间和数据文件
表空间分类表空间主要分为系统表空间(system、sysaux),数据表空间(user),回滚表空间(undotbs),临时表空间(temp)。1、系统表空间每个数据库都必须具备一个system表空间,该表空间是在数据库创建或数据库安装时自动创建的,名称不能更改,任何时候均必须保持online状态,用于存储系统的数据字典表,程序系统单元,过程函数,包和触发器等,也可用于存储用户数据表,索引对象。为避免系统表空间产生磁场碎片以及争用系统资源的问题,应单独创建至少一个独立的表空间用来单独抽出用户数据。sysaux表空间也随数据库的创建而创建,是system表空间的辅助表空间,主要存储存放支持oracle系统活动的多种工具如logminer等,sysaux降低了system表空间的负荷。2、数据和索引表空间由用户在数据建立完毕自行创建,是数据库空间的最主要组成部分,数据表空间应该建立多个,建立不同用户及性质的数据库对象时应指定其存放在指定的数据表空间中,索引表空间也应建立多个,并分类将不同对象的索引按大小及访问频度分别指定存放到指定的数据表空间中。通常情况下,数据和索引表空间应建立适当多个,太少则单个表空间过大,数据不安全且回复费时,太小则难管理。数据库创建时默认创建users表空间,包含一个数据文件user01.dbf,新建用户的未指定存储表空间时默认使用该表空间。3、回滚表空间undo数据又称回滚(rollback)数据,用户确保数据的一致性,当执行DML操作时,事务操作前的数据被称undo记录,undo表空间用于保存undo记录。undo表空间用户保存undo记录,是数据库空间的最关键的组成部分,其对数据库的运行影响很大。数据库创建时默认建立一个回滚段表空间undotbs1,包含一个数据文件undotbs01.dbs。SQL show parameter undo;
4、临时表空间临时表空间(temp tablespace)主要用于存储oracle数据库运行期间所产生的历史数据,及用于进行排序。数据库关闭后,临时表空间中所有数据将全部被清除,故临时表空间外地其他所有表空间都属于永久性表空间数据库创建时默认建立一临时表空间temp。包含一数据文件temp01.dbf,对于大型操作频繁的环境,应建立多个临时表空间,并分别归属不同临时表空间,以避免多用户及多任务竞争该临时表空间查看系统默认临时表空间及对应数据文件SQL select tablespace_name from dba_tablespaces;SQL select*from dba_temp_files;
什么是Oracle数据库？ 众所周知，Oracle DataBase是一款关系型数据库管理系统（不了解何谓关系型数据库的童鞋自行google，baidu），同类的产品还有mySql，sqlServer等，很多时候，我们会把那个承载我们核心数据的系统笼统地成为数据库服务器，但从严格意义上来讲Oracle DataBase是由两个部分组成:
实例：实例是数据库启动时初始化的一组进程和内存结构
数据库：数据库则指的是用户存储数据的一些物理文件
正因为如此我们一般才会说 关闭和启动实例，加载卸载数据库，就是这个道理。
从实例和数据库的概念上来看，我们能知道，实例暂时的，它不过是一组逻辑划分的内存结构和进程结构，它会随着数据库的关闭而消失，而数据库它其实就是一堆物理文件（控制文件，数据文件，日志文件等等），它是永久存在的（除非磁盘损坏）。数据库和实例通常是一对一的，这种结构我们成为单实例体系结构；当然还有一些复杂的分布式的结构，一个数据库可以对多个实例，像Oracle的RAC（有兴趣的童鞋可以了解下）。
二、交互流程 下面是从网上找的一张图，描述了单实例体系结构大致的交互流程
1.用户和用户进程交互用户进程可以是一般的客户端软件，像Oracle的sqlplus，sql developer,或者是一些驱动程序等等都属于用户进程。
2.用户进程和服务器进程交互 服务器进程有时会称为前台进程，当然是相对于后台进程（后面会提到的数据库写入器，日志写入器等）来说的，服务器进程的主要作用就是处理连接到当前实例的用户进程的请求，对客户端发来的sql进行执行并返回执行结果。在专有服务器结构中，用户进程和服务器进程是一对一的，也就是说，当监听程序监听到客户端来了一个请求，会为其分配一个对应的服务器进程。还有一种结构为共享服务器，这种结构就不是一个用户进程对应一个服务器进程了，会通过调度程序进行协调处理，关于共享服务器连接，本文就不在赘述了。
3.服务器进程和实例进程交互4.实例和数据库进程交互上面描述了一些我们在进行数据库连接操作的时候，大致的交互流程是什么样的。下面，我们就来看看Oracle 的实例内存结构
三、实例内存结构和进程结构 （由于内存结构和进程结构关系较紧密，进程会作用到对应的内存区域，比如数据库写入器作用到数据库缓冲区缓存中，日志写入器会作用到日志缓冲区，所以内存结构和进程结构会相互配合地进行描述）
oracle实例内存结构由两部分组成SGA(系统全局区)和PGA(用户全局区)组成，SGA是一块共享的内存区域，也是最大的一块内存区域；PGA则是用户会话专有的内存区域，每个会话在服务器端都有一块专有的内存区域就是PGA。本文主要对SGA进行分析描述。SGA组成如下
数据库缓冲区缓存&数据库写入器 缓冲区缓存 是Oracle用来执行sql 的工作区域，在更新数据时，用户会话不会直接去更新磁盘上的数据，想想，如果允许这么做，那么频繁的磁盘IO对于系统性能的影响是毁灭性的。所以，实际的处理流程是这样的：
[size=1em]
| select ename,salary from emp where name='东方不败';
|
我们来看这么一条简单的查询语句，oracle是如何处理的。首先，当用户提交了该条sql语句，由对应的用户进程（比如我们常用的sql developer）将其发送给服务器，监听程序监听到该条请求，会为其建立一个对应的服务器进程，然后服务器进程会先扫描缓冲区中有没有包含关键行（"东方不败"）的数据块，如果有，这就算一次缓存命中了，然后相关行会传输到PGA进行进一步处理，最终经过格式化后展示给用户；如果没有命中，那么服务器进程会首先将对应行复制到缓冲区内，然后再返回给客户端。
DML（insert，update，delete）操作同理，加入用户发送一条update语句，服务进程依然先去扫描缓冲区，如果缓存命中，则直接更新，数据变脏；如果没有命中，由服务器进程将对应数据块先从磁盘上复制到缓冲区内，再进行更新操作。
脏缓冲区
如果缓冲区存储的块和磁盘上的块不一致，该缓冲区就叫做“脏缓冲区”，脏缓冲区最终会由数据库写入器（DBWn）写入到磁盘中去。
数据库写入器（DBWn） 数据库写入器是Oracle的一个后台进程，所谓后台进程是相对于前台进程（服务器进程）来讲的。DBWn的"n"意味着一个实例是可以有多个数据库写入器的。
作用：简而言之，DBWn的作用就是将变脏了的缓冲区从数据库缓冲区缓存中写入到磁盘中的数据文件中去。
数据库缓冲区缓存这块内存区域和数据库写入器这块是比较重要的概念，别的数据库产品像mySql也都有对应的实现，只不过叫法不一样罢了。了解这块的时候，要时刻意识到会话是不会直接更新磁盘数据的，会话的更新，插入，删除包括查询等都是先作用到缓冲区上，随后，DBWn会将其中的脏缓冲区转储到磁盘上去。
DBWn什么时候写入？DBWn是个比较懒的进程，它会尽可能少的进行写入，在以下四种情况它会执行写入：
a.没有任何可用缓冲区（不得不写啊）
b.脏缓冲区过多
c.3秒超时（最晚3秒会执行一次写入）
d.遇到检查点，即checkPoint（检查点），检查点是个Oracle事件，遇到检查点，DBWn会执行写入。比如实例有序关闭的时候会有检查点，DBWn会将所有脏缓冲区写入到磁盘上去的，这很容易理解，要保持数据文件的一致性。
注意：
从上述DBWn的几个写入时机，我们能意识到，DBWn的写入不是直接依赖于会话的更新操作的。不是一有脏缓冲区，它就执行写入。而且，DBWn执行写入跟commit操作也没有任何关系，不要以为commit操作的影响结果会实时流入到磁盘中去。
DBWn采用极懒算法进行写入，原因我们应该要清楚：频繁的磁盘IO对系统的压力很大，如果DBWn很积极地去写入磁盘，那对系统性能的影响就太大了，换个角度想，如果DBWn很勤快的写磁盘，那么数据库缓冲区存在的意义也就不大了。
当然，讲到这儿，我们可能会意识到一个问题，DBWn如此懒地进行数据转储，如果在某一时刻，数据库缓冲区缓存内存在着大量的脏缓冲区（生产环境中，这是常态），也就是有大量的未commit和已commit的数据还在内存中，没有持久化到磁盘中，然后突然系统断电了，这种情况下，数据是不是就丢掉了？数据当然不会丢失，这就引出了重做日志（redo log）的概念，接下来，我们就来谈谈对应重做日志的内存结构和后台进程。
日志缓冲区&日志写入器 当我们执行一些DML操作（insert,update,delete），数据块发生改变了，产生的变更向量则会写入到重做日志文件中去。有了这些记录，当系统由于断电等因素突然宕掉，数据库缓冲区缓存内的大量脏数据还没来得及写入到数据文件中去，在重新启动的时候，会有一个实例恢复的过程，在此过程中就应用了重做日志记录来使数据保持一致；或者数据库遭遇了物理损坏，比如磁盘损坏了，此时可以通过Oracle的备份恢复工具（如RMAN）进行数据恢复，原理就是 提取备份集-->应用重做日志文件中的变更记录。
日志缓冲区日志缓冲区是一块比较小的内存区域，它是用来短期存储将写入到磁盘中的重做日志文件中的变更向量的。
日志缓冲区存在的意义依然是为了减少磁盘IO，减少用户的等待时间，试想下，如果每一次用户DML操作都要进行等待重做记录被写入到磁盘中去，体验会有多差劲。
日志写入器（LGWR）顾名思义，日志写入器（LGWR）就是把日志缓冲区内的内容写入到磁盘的重做日志文件中去，相比数据库写入器（DBWn），日志写入器就勤快多了。
以下三种情况LGWR会执行写入：
a.commit时写入
前面提过，DBWn的写入和commit没有任何关系，如果commit时数据库没有任何记录，那数据就真的丢失了，Oracle 的重做日志就是为了保证数据安全而存在的，commit时，会话会先挂起，等待LGWR将这些记录写入到磁盘上的重做日志文件中，才会通知用户提交完成。所以，LGWR在commit时执行写入，是为了确保事务永不丢失。
b.日志缓冲区的占用率达到1/3。
c.DBWn要写入脏缓冲区前
这个写入是为了数据回滚考虑的。DBWn完全可能写入还没提交的事务（参照上面提到的写入时机），那如何保证事务回滚呢？
首先要知道，DBWn除了写入实际的数据，还会写入撤销数据（不了解的同学可参考我的另一篇博文中对于撤销段的描述 Oracle闪回技术详解。）简单说，事务回滚需要撤销数据，在写入撤销数据前，会先写入针对撤销数据的日志记录（有点绕），若用户要进行事务回滚，就可以应用这些日志记录来构造撤销数据，然后进行回滚。
我们对这两块最重要的内存区域和对应的后台进程做个总结：
数据库缓冲区缓存和日志缓冲区都是为了提高性能，避免频繁IO而存在的。日志缓冲区相比数据库缓冲区缓存要小的多，并且不能进行自动管理，对于日志缓冲区的修改需要重启实例，数据库缓冲区缓存可进行自动管理。作用在数据库缓冲区缓存上的DBWn进程，为了避免频繁的磁盘IO导致系统性能下降，会尽可能少地执行写入，且DBWn的写入和commit操作没有任何关系；
而作用在日志缓冲区上的LGWR进程，则会非常积极地进行写入，一般情况下，它几乎是实时地将重做日志记录转储到磁盘中去。LGWR是Oracle体系结构中最大的瓶颈之一。DML的速度不可能超过LGWR将变更向量写入磁盘的速度。
我们在来看下其他的内存区域和后台进程
共享池共享池是最复杂的SGA结构，它有许多子结构，我们来看看常见的几个共享池组件：
1.库缓存：库缓存这块内存区域会按已分析的格式缓存最近执行的代码，这样，同样的sql代码多次执行的时候，就不用重复地去进行代码分析，可以很大程度上提高系统性能。
2.数据字典缓存：存储oracle中的对象定义（表，视图，同义词，索引等数据库对象），这样在分析sql代码的时候，就不用频繁去磁盘上读取数据字典中的数据了
3.PL/SQL区：缓存存储过程、函数、触发器等数据库对象，这些对象都存储在数据字典中，通过将其缓存到内存中，可以在重复调用的时候提高性能。
大池：大池是个可选的内存区域，前面我们提到专有服务器连接和共享服务器连接，如果数据库采用了共享服务器连接模式，则要使用到大池；RMAN(Oracle的高级备份恢复工具)备份数据也需要大池。
JAVA池 Oracle 的很多选项使用java写的，Java池用作实例化Java对象所需的堆空间
流池
从重做日志中提取变更记录的进程 和 应用变更记录的进程会用到流池（如实例不正常关闭，譬如断电导致实例关闭，在重启时，Oracle会自动执行实例恢复过程，在此过程需要提取重做日志记录和应用重做日志两个动作）
以上列举了Oracle常见的内存结构，要注意的是，上面列举的内存区域，除了日志缓冲区是固定的，不能动态调整也不能进行自动管理外，其他内存区域都可以进行动态调整，也可以进行自动管理。
在说说Oracle 的几个后台进程（DBWn和LGWR较重要，前面已做了了解，在此不再赘述）
SMON(System Monitor):安装和打开数据库，实例恢复也是由此进程完成的
PMON(Process Monitor):进程监视器，主要监视服务器进程。前面提到过，专有服务器体系模式下，用户进程和服务器进程是一对一的关系，如果某个会话发生异常，PMON会销毁对应的服务器进程，回滚未提交的事务，并回收会话专有的PGA内存区域。
CKPT(Checkpoint Process):CKPT负责发起检查点信号，手动设置检查点的语法:
[size=1em]
| SQL>alter system checkpoint;
|
检查点可强制DBWn写入脏缓冲区，当数据库崩溃后，由于大量脏缓冲区未写入数据文件，在重新启动时，需要由SMON进行实例恢复，实例恢复需要提取和应用重做日志记录，提取的位置就是从上次检查点发起的位置开始的（检查点之前的数据已经被强制写入到数据文件中去了），这个位置称为RBA(redo byte address)，CKPT会不断将这个位置更新到控制文件中去（以确定实例恢复需要从哪儿开始提取日志记录）。
MMON(Manageability Monitor)
数据库的自我监视和自我调整的支持进程。实例在运行中，会收集大量有关实例活动和性能的统计数据，这些数据会收集到SGA中，MMON定期从SGA中捕获这些统计数据，并将其写入到数据字典中，便于后续对这些快照进行分析。（默认情况，MMON每隔一个小时收集一次快照）
ARCn（Archiver） 归档进程，这个进程是可选的，如果数据库配置为归档模式，这个进程就是必须的。所谓归档，就是将重做日志文件永久保存（生产库一般都会配置为归档模式）到归档日志文件中。归档日志文件和重做日志文件作用是一样的，只不过重做日志文件会不短被重写，而归档日志文件则保留了关于数据更改的完整的历史记录。
至此，Oracle基础的内存结构和进程结构我们已大概了解，来看下完成的进程和内存的交互情况，可以根据前面的理解将整个交互流程串联一下。
四、Oracle存储结构 针对Oracle存储结构将分别从物理存储结构和逻辑存储结构两个维度来进行阐述。
物理存储结构
所谓外部文件，意味着这些文件从严格意义上来讲并不属于Oracle数据库的一部分。
控制文件： 控制文件虽小，但作用重大，它包含指向数据库其余部分的指针（包括重做日志文件，数据文件，归档日志文件等的位置），存储重要的序列号和时间戳，存储RMAN备份的详细信息。控制文件一旦受损，那实例会立马终止，一般对数据文件的保护采用多路复用机制，就是冗余多份在不同物理位置。
重做日志文件 重做日志文件的作用在讲解内存和进程结构的时候有提到过，重做日志按时间顺序存储应用于数据库的一连串的变更向量（包含联机重做日志文件和归档日志文件）。由SMON在数据库启动时自动执行的实例恢复 和 磁盘损坏所要求的提取备份恢复都会应用到重做日志进行相应的数据恢复
重做日志文件也建议进行多路复用，一个数据库至少要有两组重做日志文件。一组供LGWR进行写入，日志文件是固定大小，业务高峰期会很快写满，写满之后会切换到第二组上，在配置为归档模式的数据库中，这时由归档进程（ARCn）开始将第一组的内容进行归档备份，如此循环地进行写入和归档。需要注意的是，在归档进程还未对当前组的日志归档完毕前，是不允许LGWR对其进行重写的。
数据文件 数据文件存储着实际的数据，DBWn会将数据库缓冲区中的内容写入到这类文件中去，数据文件的大小和数量是不受限制的。Oracle从10g开始，创建一个数据库至少需要两个数据文件，一个用于SYSTEM表空间，该表空间用来存储数据字典；一个用于SYSAUX表空间，这个表空间用来存储一些数据字典的辅助数据。
数据文件由一个个的Oracle块组成，这是Oracle的I/O基础单元，与操作系统块是不同的概念，Oracle块要比操作系统块大，这当然有处于性能的一些考虑，但我们考虑这样一种情况，当用户使用操作系统命令进行数据文件的备份的时候（假设1个Oracle块=8个操作系统块），已经复制了4个操作系统块，然后CPU被DBWn抢占了，DBWn又重新对这个Oracle块进行了更新，这时，当复制命令又得到了CPU时间去复制剩余的4个块的时候，就造成了整个Oracle块的数据不一致，所以，这也是在执行这种备份（用户自行备份）的时候，需要做一些额外处理，比如将表空间置为备份模式的原因。当然，使用RMAN是不存在这样的问题的，RMAN的备份机制是肯定可以得到数据一致的块的。（这块内容作了解即可）
对于数据文件的保护，一般可进行定期备份，或者使用RAID也可以。
实例参数文件 这个文件存储了数据库所需的一些参数设置，比如各个内存区域的大小，可允许的最大进程数，最大会话数，控制文件的位置，数据库的名称等等，参数文件也是实例启动时首先要加载的文件。
口令文件 一般称为外部口令文件。一般的用户名和口令是存放在数据字典中，不会存放在这个文件中。在一些特殊场景下，比如实例还未启动，这时，我可能需要以管理员的身份登入系统去执行一些恢复或者启动操作，然而此时，数据字典由于实例还没启动是不存在的，这时就需要外部口令文件进行用户身份的验证。
归档日志文件 ARCn将联机重做日志文件会备份归档到这类文件中去，归档日志文件保留了数据更改的完整历史信息。
逻辑存储结构 Oracle将其物理结构从逻辑存储结构中抽象出来，物理机构是系统管理员能看到的，逻辑结构则是用户所能感知到的。比较典型的逻辑结构就是 "段"和"表空间"。
段： 段就是包含所有数据的逻辑结构，比较典型的段就是"表"，称为表段，还有索引段，撤销段等等。
表空间 表空间从逻辑上是多个段的结合，在物理上是多个数据文件的集合，相当于在段和数据文件的对应中加入了一个中间层来解决这种多对多的关系。
在早期的一些数据库设计中，段和数据文件是一对一的关系，一个段一个数据文件，这种设计有很多弊端，首先，段的数量是不固定的，有可能一个系统中上千张表，那就得需要上千个数据文件，系统管理员要管理这么多文件肯定会抓狂的；还有一种情况就是某些历史表可能特别大，大到底层系统对单个文件的限制，用一个数据文件去承载的话肯定是不行的。表空间则完美解决了这样的问题。
还有一些逻辑结构如区间和Oracle块（Oracle块前面有提到过，区间则为块的集合），下面通过一张图对Oracle的存储结构进行整体的宏观的认识，进一步加深些理解
五、总结 本文博主对Oracle的体系结构做了相对全面的介绍，包括内存结构，进程结构，存储结构等等，相信大家对其全貌也有了基本的了解。当然由于博主本人也并非Oracle 专业人员（虽曾今亦有过成为DBA的念头😜），也由于本人觉得对于体系结构的学习一览全貌即可，未必要深入到每一个点，故对某些概念没有做特别深入的解读，还有一些如实例恢复的过程，数据库启动的各个阶段，动态参数和静态参数等等也未提及，后续有时间会追加上的。谢谢捧场。今天是初入博客园的第二篇博文，后续也会持续更新博客的，希望各位多多捧场😆
先来看一个图,这个图取自于上面提到的教材,这个图对于从整体上理解ORACLE的体系结构组件，非常关键.
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下面来解释下这个图.
对于一个数据库系统来说,假设这个系统没有运行,我们所能看到的和这个数据库相关的无非就是几个基于操作系统的物理文件,这是从静态的角度来看,如果从动态的角度来看呢,也就是说这个数据库系统运行起来了,能够对外提供服务了,那就意外着数据库系统启动了自己的一个实例,综合以上2个角度,oracle如何定义上述描述呢?
我们来引入第一个概念，oracle服务器，所谓oracle服务器是一个数据库管理系统，它包括一个oracle实例(动态)和一个oracle数据库（静态）。oracle实例是一个运行的概念（如操作系统的进程），提供了一种访问oracle数据库的方式，始终打开一个，并且只能打开一个oracle数据库，oracle实例有SGA和一些后台服务进程组成，在后台服务进程当中，DBWn PMON CKPT LGWR SMON是必备的后台进程，而ad queue，rac，shared server，ad replication则是可选的，之所以可选，要们是因为离开它oracle也能正常运行，要么是一些高级的功能才可以用得到。
oracle数据库是一个被统一处理的的数据的集合，从物理角度来看包括三类文件数据文件，控制文件，重做日志文件。从逻辑角度来看，oracle数据库至少包含一个表空间，表空间至少包含一个段，段由区做成，区有块组成。需要注意的是表空间可以包含若干个数据文件，段可以跨同一个表空间的多个数据文件，区只能在同一个数据文件内。
oracle还设计了其他的关键文件用来为整个系统服务，如配置文件，密码文件，归档日志文件，还有还有用户进程和服务进程，现在可以简单理解下执行sql语句就要用到这2个进程。
下表是SGA和PGA的总结
SGA | SHARE POOL
（共享池）
用如下命令可以调整
ALTER SYSTEM SET
SHARED_POOL_SIZE=64M
| LIBRARY CACHE
（库高速缓存）
1存储最近使用的SQL和PL/SQL语句信息
2包括SHARED SQL和SHARED PL/SQL
3用LRU算法管理
4大小由SHARE POOL大小决定
|
DATA DICTIONARY CACHE
（数据字典高速缓存）
1数据库中最近使用的定义的集合
2包含数据库文件，表，索引，列，用户，权限和其他的数据库对象相关信息
3在语法分析阶段，服务器进程会在数据字典中查找用于对象解析和验证访问的信息
4将数据字典信息高速缓存到内存中，可缩短查询和DML的响应时间
5大小由共享池的大小决定
|
DATABASE BUFFER CACHE
（数据缓冲区高速缓存）
| 1存储已从数据文件检索到的数据的复本
2大幅提高读取和更新数据的性能
3使用LRU算法管理
4主块的大小由DB_BLOCK_SIZE确定
|
REDO LOG BUFFER
（重做日志缓冲区）
| 1记录对数据库数据块作的全部更改
2主要用来恢复
3其中记录的更改被称作重做条目
4重做条目包含用于重新构建或重做更改的信息
5大小由LOG_BUFFER定义
|
LARGE POOL
（大型池）
| 1 SGA可选的内存区
2分担了共享池的一部分工作
3用于共享服务器的UGA
4用于I/O服务器进程
5备份和恢复操作或RMAN
6并行执行消息缓冲区（前提PARALLEL_POOL_SIZE=TRUE）
7不使用LRU列表
8大小由LARGE_POOL_SIZE确定
|
Java POOL
（Java池）
| 1存储JAVA命令服务分析要求
2安装和使用JAVA时必须的
3大小有JAVA_POOL_SIZE确定
|
PGA | PRIVATE SQL AREA
（专用SQL区）
专用SQL区的位置取决于为会话建立的连接类型。在专用服务器环境中，专用SQL区位于各自服务器进程的PGA中。在共享服务器环境中，专用SQL区位于SGA中。
管理专用SQL区是用户进程的职责。用户进程可以分配的专用SQL区的数目始终由
初始化参数OPEN_CURSORS来限制。该参数的缺省值是50。
| PERSISTEN AREA
（永久区）
包含绑定信息，并且只在关闭游标时释放
|
RUNTIME AREA
（运行时区）
在执行请求时的第一步创建。对于INSERT、UPDATE和DELETE命令，该区在执行语句后释放，对于查询操作，该区只在提取所有行或取消查询后释放。
|
SESSION MEMORY
（会话内存）
| 包含为保留会话变量以及与该会话相关的其它信息而分配的内存。对于共享服务器环境，该会话是共享的而不是专用的。
|
SQL WORK AREAS
（SQL工作区）
| 用于大量占用内存的操作，如排序、散列联接、位图合并和位图创建。
工作区的大小可进行控制和调整
|
下表是后台进程总结
DBWn | DBWn延迟写入数据文件,直到发生下列事件之一：
•增量或正常检查点
•灰数据缓冲区的数量达到阈值
•进程扫描指定数量的块而无法找到任何空闲缓冲区时
•出现超时
•实时应用集群(Real Application Clusters, RAC)环境中出现ping请求
•使一般表空间或临时表空间处于脱机状态
•使表空间处于只读模式
•删除或截断表
•执行ALTER TABLESPACE表空间名BEGIN BACKUP操作
|
LGWR | LGWR在下列情况下执行从重做日志缓冲区到重做日志文件的连续写入：
•当提交事务时
•当重做日志缓冲区的三分之一填满时
•当重做日志缓冲区中记录了超过1 MB的更改时
•在DBWn将数据库缓冲区高速缓存中修改的块写入数据文件以前
•每隔三秒
|
SMON
| 例程恢复
–前滚重做日志中的更改
–打开数据库供用户访问
–回退未提交的事务处理
•合并空闲空间
•回收临时段
|
PMON
| 进程失败后，后台进程PMON通过下面的方法进行清理：
•回退用户的当前事务处理
•释放当前保留的所有表锁或行锁
•释放用户当前保留的其它资源
•重新启动已失效的调度程序
|
CKPT
| •在检查点发信号给DBWn
•使用检查点信息更新数据文件的标头
•使用检查点信息更新控制
启动检查点的原因如下：
•确保定期向磁盘写入内存中发生修改的数据块，以便在系统或数据库失败时不会丢失数据
•缩短例程恢复所需的时间。只需处理最后一个检查点后面的重做日志条目以启动恢复操作
•确保提交的所有数据在关闭期间均已写入数据文件
由CKPT写入的检查点信息包括检查点位置、系统更改号、重做日志中恢复操作的起始位置以及有关日志的信息等等。
注：CKPT并不将数据块写入磁盘，或将重做块写入联机重做日志。
|
ARCn | •可选的后台进程
•设置ARCHIVELOG模式时自动归档联机重做日志
•保留数据库的全部更改记录
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最后，举一个用户提交sql语句的的例子来结束本文，如果用户想提交sql语句，那么首先你必须要连接到oracle实例，连接到oracle实例有三种途径，1如果用户登陆到运行oracle实例的操作系统上，则通过进程间通信进行访问2C/S结构访问3三层结构
发起连接的应用程序或工具通常称为用户进程，连接发起后，oracle服务器就会创建一个进程来接受连接，这个进程就成为服务进程，服务器进程代表用户进程与oracle实例进行通信，在专用服务器连接模式下，用户进程和服务进程是1对1的关系，在共享服务器模式下，多个用户进程可能共享一个服务进程。
当服务器进程开始和oracle实例进行通信时，一个会话就被创建了。
显然处理一个查询要经过语法分析，绑定，执行，提取等阶段。
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发表于 2017-9-3 21:54:46
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