3、oracle 體系結構

一、oracle內存由SGA+PGA所構成

二、oracle數據庫體系結構
數據庫的體系結構是指數據庫的組成、工做過程與原理，以及數據在數據庫中的組織與管理機制。

oracle工做原理：

1)、在數據庫服務器上啓動Oracle實例；
2)、應用程序在客戶端的用戶進程中運行，啓用Oracle網絡服務驅動器與服務器創建鏈接；
3)、服務器運行Oracle網絡服務驅動器，創建專用的服務器進程執行用戶進程；
4)、客戶端提交事務；
5)、服務器進程獲取sql語句並檢查共享池中是否有類似的sql語句，若是有，服務器進程再檢查用戶的訪問權限；不然分配新的sql共享區分析並執行sql語句；
6)、服務器從實際的數據文件或SGA中取得所需數據；
7)、服務器進程在SGA中更新數據，進程DBWN在特定條件下將更新過的數據塊寫回磁盤，進程LGWR在重作日誌文件中記錄事務；
8)、若是事務成功，服務器進程發送消息到應用程序中。

    

三、oracle服務器

i、oracle服務器由oracle數據庫和oracle實例組成。
ii、oracle數據庫是一個數據的集合，存放在數據文件裏，該集合被視爲一個邏輯單元。
iii、oracle實例由管理數據庫的後臺進程和內存結構所構成。

  

四、oracle實例
i、Oracle實例是內存結構和後臺進程的集合
ii、啓動Oracle實例的過程，即：分配內存、啓動後臺進程
iii、Oracle實例的內存包括SGA和PGA；
     當啓動實例的時候分配SGA；
     當服務器進程創建時分配PGA；
     通常狀況下，SGA:PGA=8:1分配內存。

iiii、Oracle實例的後臺進程包括SMON、PMON、DBWR、LGWR、ARC、CKPT等。

    

五、SGA(System Global Area): 系統全局區
i0、數據庫信息存儲於SGA，由多個數據庫進程共享。
i一、SGA包括：共享池、數據緩衝區、日誌緩衝區、Large池、Java池、Stream池。
i二、共享池 
1)、共享池是對SQL、PL/SQL程序進行語法分析、編譯、執行的內存區域。
如在執行SELECT * FROM emp語句時，會對sql語句進行語法分析->編譯->生成執行計劃->運行執行計劃等，這些操做都在共享池中完成；若是再次執行SELECT * FROM emp語句時，會在共享池中查找是否有相同的sql，若是存在則省去編譯、生成執行計劃操做步驟而是直接運行執行計劃，所以養成良好的編碼習慣對於提升oracle執行效率很是有幫助。
2)、共享池由庫緩存和數據字典緩存組成。
3)、共享池的大小直接影響數據庫的性能。

 
i三、數據緩衝區

1)、用於存儲從磁盤數據文件中讀入的數據，全部用戶共享。
2)、服務器進程將讀入的數據保存在數據緩衝區中，當後續的請求須要這些數據時能夠在內存中找到，不須要再從磁盤讀取，提升了讀取速度。
3)、數據緩衝區的大小對數據庫的讀取速度有直接的影響。
4)、硬盤上的數據文件中的數據，如何返回給用戶的？
i、從硬盤取出來，直接返回給用戶，使得獲取數據的效率很是低。
ii、從硬盤取出來，放到數據緩衝區，從數據緩衝區中把數據返回給用戶。下次讀取一樣的數據的話，直接從數據緩衝區中獲取，不須要再從硬盤獲取。

   

 i四、日誌緩衝區 
1)、日誌記錄數據庫的全部修改信息，日誌信息首先產生於日誌緩衝區。 
2)、當日志緩衝區的日誌數據達到必定數量時，由後臺進程將日誌數據寫入日誌文件中。
3)、相對來講，日誌緩衝區對數據庫的性能影響較小。
eg、UPDATE emp SET empno=7935 WHERE empno=7934;首先在日記緩衝區中被記錄，某個時候(三種狀況；1、日誌緩衝區中的記錄達到1M 2、每隔3秒 3、日誌緩衝區已經用了三分之一，知足其中任意一項就能夠)把日誌緩衝區中的這些記錄寫到在線日誌中去。

      
i五、Large池 
爲了進行大的後臺進程操做而分配的內存空間，主要指備份恢復、大型IO操做、並行查詢等。

   
i六、Stream池 
爲了stream應用而分配的內存空間，高級複製技術一部分。

   
i七、JAVA池
爲了java應用而分配的內存空間。

     

七、PGA(Process Global Area): 程序全局區
i0、程序全局區(PGA)包含單個服務器進程所需的數據和控制信息，好比每一個session傳入的SQL綁定變量、以及對該session進行控制的控制信息。若是該session進行了排序或hash鏈接操做，也會使用PGA中的內存。
i一、PGA是在用戶進程鏈接到數據庫並建立一個會話時自動分配的，保存每一個與Oracle數據庫鏈接的用戶進程所需的信息
i二、共享鏈接模式和專用鏈接模式，PGA的管理方式不一樣。
大多狀況下，採用專用鏈接模式。其產生的用戶進程和服務器進程後面講述

   

八、oracle進程：用戶進程、服務器進程(影子進程，相對用戶進程而言)、後臺進程
i、用戶進程是一個須要與oracle服務器進行交互的程序。當用戶運行一個應用程序準備向數據庫服務器發送請求時，即建立了用戶進程。用戶進程位於客戶端，服務器進程、後臺進程位於服務器端。
ii、服務器進程用於處理鏈接到該實例的用戶進程的請求。當用戶鏈接至oracle數據庫實例建立會話時，即產生服務器進程。
iii、後臺進程是Oracle數據庫爲了保持最佳系統性能和協調多個用戶請求而設置的。Oracle實例啓動時即建立一系列後臺進程。

  

十、用戶進程和服務器進程
i、對專用鏈接來講，用戶在客戶端啓動了一個應用程序，例如sql*plus，就是在客戶端啓動一個用戶進程；與oracle服務器端鏈接成功後，會在服務器端生成一個服務器進程，該服務器進程做爲用戶進程的代理進程，代替客戶端執行各類命令並把結果返回給客戶端。9i、10g、11g都使用專用鏈接。
ii、用戶進程一旦停止，服務器進程馬上停止。
iii、SGA對全部用戶共享，PGA不共享。

  

十一、會話
i0、會話是用戶與 Oracle 服務器的單個鏈接
i一、當用戶與服務器創建鏈接時建立會話
i二、當用戶與服務器斷開鏈接時關閉會話
i三、從v$session中查詢會話信息，SELECT * FROM v$session;

   

十二、後臺進程
i0、PMON 進程監控進程，監控用戶進程是否正常。
1)、清理出現故障的進程。 
2)、釋放全部當前掛起的鎖定。
3)、釋放故障進程使用的資源。
i一、SMON 系統監控進程，實時監控整個oracle情況。
1)、在實例失敗以後，從新打開數據庫時自動恢復實例。 
2)、整理數據文件的自由空間，將相鄰區域結合起來。
3)、釋放再也不使用的臨時段。
i二、DBWR 數據寫入進程
1)、管理數據緩衝區，將最近使用過的塊保留在內存中。
2)、將修改後的緩衝區數據寫入數據文件中。 
i三、LGWR 日誌寫入進程
1)、負責將日誌緩衝區中的日誌數據寫入日誌文件。 
2)、系統有多個日誌文件，該進程以循環的方式將數據寫入文件。
i四、CKPT檢查點進程
1)、爲了防止實例崩潰，爲了儘快進行實例恢復的進程。
2)、檢查點包括兩種：徹底檢查點、增量檢查點。
3)、徹底檢查點只有下面兩種狀況下被觸發：
1，用戶發出alter system checkpoint；
2，除了shutdown abort之外的其餘方式正常關閉數據庫。
3)、增量檢查點觸發狀況：
1，每隔三秒。
2，在線日誌切換。
DBWR、LGWR、CKPT之間如何協調工做的？
i五、查看進程信息
1)、從v$process中查詢啓動的後臺進程信息
2)、查看啓動了幾個DBWR進程
select * from v$process where program like '%DBW%';
查看DBWR進程個數: show parameter db_wr，DBWR進程個數跟髒數據的產生有必定的影響。
修改DBWR進程個數: 
alter system set db_writer_processes=3 scope=memory; --會報"沒法修改指定的初始化參數"錯誤
alter system set db_writer_processes=3 scope=spfile;--修改爲功，下次啓動時才生效
3)、查看啓動了幾個ARC進程
select * from v$process where program like '%ARC%';

   

1三、9i中的自動PGA管理
i、前提是：必須設置初始化參數workarea_size_policy爲AUTO。
ii、自動PGA管理，DBA根據數據庫的負載狀況，估計全部的session大概須要消耗的PGA的總的大小，而後把該值設置成初始化參數pga_aggregate_target，Oracle就會自動調整每一個session的PGA的大小。

   

1四、10g中的自動SGA管理
i、自動SGA管理，即ASMM，Automatic Shared Memory Management。只爲SGA分配一個總的大小就能夠了，沒必要像9i那樣具體分配SGA中的每個部分的大小。
ii、在設置初始化參數statistics_level爲typical或all，才能夠啓動ASMM。而後可使用10g提供的一個新的初始化參數sga_target來定義了整個SGA的大小。
iii、爲此，10g有一個新的後臺進程MMAN，即memory manager，用於進行自動SGA管理。
iiii、注意另外一個後臺進程MMON，即memory monitor，用於自動統計信息收集。

   

1五、11g中的自動內存管理
i一、自動內存管理，即AMM，Automatic Memory Management。只爲Oracle的使用總體分配一個總的內存大小就能夠了，沒必要像10g那樣具體分配SGA和PGA的大小。
i二、初始化參數statistics_level爲typical或all，才能夠啓動AMM。
show parameter statistics_level; --查看AMM
show parameter memory; --查看整個oracle佔用了多大內存
alter system set memory_max_target=900m;--設置內存最大能夠達到多大
i三、新的初始化參數memory_target來定義了整個內存的大小，即SGA加上PGA的總的大小。
alter system set memory_target=500m; --memory_target設置的值要不大於memory_max_target
i四、新的初始化參數memory_max_target來定義了memory_target最大能夠達到的值。
alter system set memory_max_target=900m scope=spfile; --下次啓動生效，scope=spfile不能省略不然報錯
i五、注意：若是使用AMM，則sga_target和pga_aggregate_target的值應該設置成0。
show parameter sga_target;
show parameter page_aggregate_target;
alter system set sga_target=0m;
alter system set pag_aggregate_target=0;
i六、11g中的後臺進程MMAN，用於進行自動內存管理。

   

1六、oracle數據庫結構
i、Oracle數據庫由操做系統文件組成，這些文件爲數據庫信息提供實際物理存儲區。
ii、Oracle 數據庫包括邏輯結構和物理結構；
物理結構包含數據庫中的一組操做系統文件；
邏輯結構指數據庫建立以後造成的邏輯概念之間的關係。

   

1七、物理結構
物理組件就是Oracle數據庫所使用的操做系統物理文件。咱們能夠在D:\dev\oracle\product\10.2.0\oradata\orcl目錄下進行查看，在生產環境中不一樣的文件放在不一樣的目錄，根據用戶訪問的頻繁狀況來作決定。
1)、主要物理文件可分爲三類： 
i、數據文件：數據文件用於存儲數據庫數據，如表、索引數據等。
ii、控制文件：控制文件是記錄數據庫物理結構的二進制文件。
iii、在線日誌文件：記錄對數據庫的全部修改信息，用於故障恢復。
注意：丟失這些文件，數據庫不能夠繼續運行，須要進行介質恢復。

2)、非主要物理文件包括：
參數文件、密碼文件、告警和跟蹤文件、歸檔日誌文件、備份文件。
參數文件分爲pfile文件和spfile文件，位於ORACLE_HOME\DATABASE目錄下，9i開始默認不使用sfile文件，如spfileorcl.ora文件。
密碼文件：sys用戶密碼，位於ORACLE_HOME\DATABASE目錄下，如pwdorcl.ora文件。
查看是否有歸檔日誌：archive log list。
ORACLE_HOME: D:\dev\oracle\product\10.2.0\db_1
注意：丟失這些文件，數據庫仍然能夠繼續運行，不須要進行介質恢復。

  

1八、邏輯結構
數據庫的邏輯結構是從邏輯的角度分析數據庫的組成。
Oracle 的邏輯組件包括：數據庫->表空間->段->區->數據庫->模式。

  

1九、表空間
i一、表空間是數據庫中最大的邏輯單位，一個 Oracle 數據庫至少包含一個表空間，就是名爲SYSTEM的系統表空間。
i二、每一個表空間是由一個或多個數據文件組成的，一個數據文件只能與一個表空間相關聯。
i三、表空間的大小等於構成該表空間的全部數據文件大小之和。
i四、建立表空間的語法是：
CREATE TABLESPACE tablespacename
DATAFILE 'filename' [SIZE integer [K|M]] 
[AUTOEXTEND [OFF|ON]];
i五、默認表空間
1)、默認包含以下表空間(從v$tablespace中查看)：SYSTEM、SYSAUX、TEMP、UNDOTBS一、USERS、EXAMPLE。
2)、SYSTEM是系統表空間，存放系統的最基本的信息，若是SYSTEM表空間壞掉，Oracle將沒法啓動。
3)、SYSAUX從10g中引入，做爲SYSTEM的輔助表空間，用以減小SYSTEM表空間的負荷 。之前其餘表空間中的一些組件，如今放到SYSAUX表空間中了。好比，之前SYSTEM表空間中LogMiner、之前SYSTEM表空間中Logical Standby、Spatial、之前DRSYS表空間中Oracle Text等。
i六、TEMP是臨時表空間，當排序不能在分配的空間中完成時，就會使用磁盤排序的方式，即在Oracle實例中的臨時表空間中進行。
UNDOTBS1是撤銷表空間，是UNDO類型的表空間，保存用戶進行DML操做中，修改前的數據。
USERS是數據庫默認的永久表空間。
EXAMPLE是數據庫測試用例所涉及的表的所屬表空間。
i七、select * from dba_data_files;--查看錶空間的具體信息
select * from v$tablespace;--查看錶空間

  

20、段、區、數據庫、模式
i、段，ASSM 自動段存儲管理
1)、段是構成表空間的邏輯存儲結構，段由一組區組成。 
2)、按照段所存儲數據的特徵，將段分爲若干種類型，主要有數據段、索引段、回退段和臨時段。
ii、區
1)、區爲段分配空間，它由連續的數據塊組成。 
2)、當段中的全部空間已徹底使用時，系統自動爲該段分配一個新區。
3)、區不能跨數據文件存在，只能存在於一個數據文件中。
iii、數據庫
1)、數據塊是Oracle服務器所能分配、讀取或寫入的最小存儲單元。
2)、Oracle服務器以數據塊爲單位管理數據文件的存儲空間。 
3)、show  parameter db_block_size; --查看數據塊大小
iiii、模式，等同於用戶
1)、模式是對用戶所建立的數據庫對象的總稱。 
2)、模式對象包括表、視圖、索引、同義詞、序列、過程和程序包等。

 

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