ORACLE數據庫啓停概述

 只要使用過oracle database，那麼確定執行過不少次的startup和shutdown的操做，可是你是否關心過這個過程發生了什麼？這篇文章主要講講oracle啓動與中止過程oracle後臺發生的事情。

實例與數據庫

 首先須要弄清楚一些概念性的東西。咱們平時只會說數據庫是否啓動，關閉不多用到實例的概念，說到實例，或許你想到的只是SID這個詞。  實例和數據庫是兩個獨立卻又相互關聯的兩個不一樣的東西，他們均可以獨立於彼此而存在。實例存在於內存，包含一大堆後臺進程，而數據庫存在於磁盤中。數據庫和實例的關係能夠是one to one或者one to many(例如RAC就是one to many的)，可是絕對不存在一個實例對應多個數據庫的狀況。  實例啓動的時候，會爲其分配一個叫System Global Area(SGA)的系統全局區的內存區域以及一系列的後臺進程，它們的主要任務是：

• 維護對內部數據的併發訪問
• 緩存數據塊
• 緩存未寫入聯機重作日誌文件的重作數據
• 存儲SQL的執行計劃

 下圖展現了oracle實例的主要組件(圖片來自oracle concept)：

 每一個主機上能夠建立多個數據庫實例，ORACLE經過system identifier(SID)來惟一標識一個實例。Linux或者Unix下能夠經過ORACLE_SID環境變量設置該主機訪問的默認SID，當咱們經過SQL Net訪問數據庫時也須要指定ORACLE SID。  在咱們安裝oracle數據庫時，咱們會設置兩個環境變量，一個是ORACLE_BASE，以及ORACLE_HOME。ORACLE_BASE是安裝oracle二進制文件的目錄,ORACLE_HOME是數據庫軟件的安裝目錄，位於ORACLE_BASE子目錄，咱們能夠在同一個主機上安裝不一樣的數據庫軟件在獨立的ORACLE_HOME下。

從執行startup到能夠訪問數據庫

 數據庫的啓動包括了四個階段：從SHUTDOWN->NOMOUNT->MOUNT->OPEN,以下圖(圖片來自ORACLE CONCEPT)：  可使用STARTUP NOMOUNT、STARTUP MOUNT和STARTUP啓動到各個不一樣的狀態。

NOMOUNT

 STARTUP NOMOUNT只進行instance的啓動，該狀態下能夠執行數據庫的建立、備份以及恢復操做，該階段會依次完成如下操做：

• 在默認位置查找server parameter file(spfile),若讀取不到，則進一步查找文本格式的initialization parameter file(pfile)，讀取參數文件的初始化參數。
• 根據參數文件的設置，分配SGA。
• 啓動後臺進程
• 打開alter log以及trace file寫入顯示參數設置。

 pfile參數文件通常默認在ORACLE_HOME/dbs目錄下，以init+${ORACLE_SID}.ora方式命名。其中包含了控制文件位置、adump文件地址、UNDO表空間、兼容版本、DB_NAME、內存分配信息等。 實例啓動時首先嚐試讀取spfile，獲取失敗，再尋找文本格式的pfile，都獲取不到則啓動失敗。此時能夠經過如下方式啓動實例： 一、一般數據庫中會存在一份pfile的克隆文件，文件名以init.ora.數字的方式命名，經過STARTUP PFILE='克隆參數文件地址'方式啓動。 二、手動重建參數文件。參數文件的建立仍是很簡單的，注意__oracle_base、*.audit_file_dest、*.control_files、*.db_recovery_file_dest、*.db_name、*.diagnostic_dest便可,其餘非默認參數能夠在trace文件中獲取，建立pfile，而後指定pfile啓動便可。 以上步驟完成後需執行create spfile from pfile命令，不然下次啓動時仍需以指定pfile的方式才能啓動。  當實例啓動後，具有SYSDBA、SYSOPER、SYSBACKUP、SYSDG、SYSKM權限的用戶就能夠登陸了。

MOUNT

 該階段建立實例與數據庫之間的關聯。實例經過*.control_files定位控制文件位置，並打開控制文件讀取數據庫相關信息，包括數據文件、redo日誌在磁盤中的位置以及名稱。  控制文件是實例與數據庫溝通的橋樑，控制文件丟失將致使實例沒法訪問到數據庫的信息，從而沒法裝載數據庫。關於控制文件的重建，能夠查看我以前寫的一篇博文，重建控制文件。控制文件的重建須要定位全部數據文件以及redo日誌的位置。

OPEN

 只有啓動到OPEN狀態咱們才能對數據庫進行正常的操做，這時普通用戶才能登錄數據庫。當OPEN數據庫時，首先會打開除undo之外的，處於online狀態的數據文件；而後打開undo數據文件；最後纔是打開在線重作日誌文件。若是咱們關閉數據庫的執行shutdown abort，那麼在這一步將執行實例恢復的操做。在這個過程咱們容易遇到的主要問題有，數據文件的丟失、損壞等狀況。  在11G中存在服務器異常關閉後沒法自動完成實例恢復的bug，須要手動的完成實例恢復。

從OPEN到SHUTDOWN

首先看下oracle concept中SHUTDOWN數據庫的順序圖： 首先會關閉數據文件以及聯機重作日誌，而後關閉控制文件到NOMOUNT狀態，此時實例仍在運行，最後shutdown實例。

SHUTODOWN模式

shutdown命令有ABORT、IMMEDIATE、TRANSACTIONAL、NORMAL四種模式，其產生的行爲以下表：

Database Behavior	ABORT	IMMEDIATE	TRANSACTIONAL	NORMAL
Permits new userconnections	×	×	×	×
Waits until current sessions end	×	×	×	√
Waits until current transactions end	×	×	√	√
Performs a checkpoint and closes open files	×	√	√	√

SHUTDOWN ABORT僅在無可奈何的狀況下才使用，例如其餘三種模式均沒法關閉數據庫。該模式不會將checkpoint寫入數據文件的header中，也會不將SGA中的緩存的數據寫入數據文件和聯機重作日誌中、以及對當前事物進行回滾，當啓動數據庫時須要進行實例恢復。

小結

 數據庫啓動時涉及到的參數文件以及控制文件，雖而後期都能手動重建，可是仍是須要耗費一些時間的，特別是控制文件的重建。建議在平常的運維中，對控制文件和參數文件都進行一下備份，平時多花一些時間，可讓咱們在遇到數據庫宕機時節省不少時間。對於控制文件，咱們能夠建立多份控制文件，放置在不一樣的磁盤便可。當咱們執行alter system命令修改參數時使用scope=both，將修改的參數同時寫入spfile和pfile，並對pfile進行備份。  理解數據庫啓動各個階段執行的操做，對於咱們快速定位沒法啓動數據庫仍是頗有必要的，只有理解了每一個階段實例會進行哪些操做，咱們能大大縮小數據庫沒法啓動到下一個階段的問題範圍。