Oracle 數據庫 體系結構 （二）：服務器結構

目錄

• 前言
• Oracle 內存結構
• Oracle 進程結構
• 文章總結

前言

• 上一篇文章體現了 Oracle 數據庫的一些基本結構和存儲結構，這篇文章將會講到Oracle的服務器結構，實際上就是主要講實例的結構。須要把這些底層的結構瞭解，在生產環境或是對Oracle纔會有一些瞭解。
• Oracle服務器是由Oracle實例+Oracle數據庫組成。
• Oracle實例是有SGA+後臺進程組成。 每個Oracle實例都有本身的SGA和獨立的Oracle進程集。

Oracle 內存結構

以上圖很好說明了內存的結構，下面將會詳細介紹內存結構。

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內存結構是Oracle數據庫體系中最爲重要的一部分，數據庫實例啓動時，Oracle數據庫會分配內存區並啓動後臺進程。
Oracle內存存儲的主要內容有：

• 程序代碼（PL/SQL、Java）；
• 關於已經連接的會話的信息，包括當前全部活動非活動的會話；
• 程序運行時必須的相關信息，如查詢計劃；
• Oracle 進程之間的通訊和共享的信息，如：鎖。

Oracle內存結構包含：

1·系統全局區 （SGA）：Oracle啓動實例時分配系統全局區
2·程序全局去 （PGA）：當服務器啓動時分配程序全局區
3·用戶全局區 （UGA）：用戶全局區爲用戶存儲會話狀態

系統全局區（SGA）

系統全局區 （SGA）：數據庫信息存儲於系統全局區，由多個數據庫共享。是佔用服務器內存最大的一個區域，是影響數據庫最重要的一個指標，和後臺進程組成了Oracle實例。

系統全局區 （SGA）的組成：

* 共享池 （含：庫高速緩存、數據高速字典緩存）；
* 數據高速緩存；
* 重作日誌緩衝區；
* Java池；
* 大緩衝區。

共享池：是對SQL、PLSQL程序進程語法分析、編譯、執行的內存區域。是由兩個關鍵內存結構組成，分別是：
1·庫高速緩存：存儲最近解析使用的 SQL和PL/SQL語句信息。Oracle 在執行用戶進程提交的各類SQL語句前要對進行解析（包括語法解析、對象確認、權限判斷、操做優化等）並生產執行計劃，佔用必定的系統資源。
2·數據字典高速緩存：最近使用對象定義的集合，包括數據文件、表、索引、列、用戶、權限、和數據庫對象的信息。

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數據高速緩存區：能夠加快訪問速度，把一些常常用到的都放到緩存區，由於數據庫的目的除了安全還有就是訪問效率。服務器進程將讀入的數據保存在數據緩衝區中，當後續請求須要這些數據就在內存中找到，不須要從磁盤讀取。全部用戶共享。由三個池組成：1·默認池， 2·保持池(存放經常使用的數據) 3·回收池(存放不常使用的數據存)，經過LRU算法管理。
LRU算法管理：它的原理是把經常使用的數據保留在池中，不經常使用的數據就退回去。

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重作日誌緩衝區：錄全部的關於數據庫的變化，當執行DML，如:updata、delete、insert或create、alter、drop等語句時，Oracle都會爲這些操做生產重作記錄，做用是：主要用於數據庫恢復、改變的數據都要依賴於redo日誌條目。

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大緩衝區：用於須要大內存操做提供相對獨立的內存空間，以便提升性能，大池是可選的內存結構，DBA能夠決定是否須要在SGA中建立大池，好比：數據庫備份和恢復、大量排序的SQL語句、並行化的數據庫操做。

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Java池：在安裝Java程序時必須設置Java池，編譯Java語言寫的指令。

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SQL> show sga; ----------------（查看 系統全局區 SGA 大小）

Total System Global Area 1593835520 bytes
Fixed Size          8793256 bytes
Variable Size         905970520 bytes
Database Buffers      671088640 bytes
Redo Buffers            7983104 bytes

程序全局區(PGA)

當服務器啓動時分配的全局區，就是Oracle服務器啓動時須要佔用的內存!

• 它包含單個服務器進程所需的數據和控制信息
• 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，保持每一個與Oracle數據庫鏈接的用戶進程所需的信息
• PGA爲非共享區，只能單個進程使用，當一個用戶會話結束，PGA釋放。

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用戶全局區(UGA)

• 用戶進程存儲會話狀態，就是你用哪一個用戶登錄，會存儲一些用戶的狀態!
• UGA能夠做爲PGA於SGA的一部分，具體位子取決於如何鏈接Oracle：若經過一個共享服務器鏈接，UGA包含在SGA中；如果經過一個專有服務器鏈接Oracle，UGA包含在專有服務器PGA中

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Oracle 進程結構

Oracle 實例有如下幾種進程：

* 用戶進程
* 服務器進程
* 後臺進程

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用戶進程

用戶進程是一個須要與Oracle服務器進行交互的程序。當用戶運行一個程序準備向數據庫服務器發送請求時，即建立了用戶進程！

服務器進程

服務器進程是用於處理鏈接該實例的用戶進程的請求。當用戶鏈接到Oracle實例建立會話時，建立的服務器進程！

後臺進程

• 後臺進程是Oracle數據庫爲了保持系統最佳系統性能和協調多個用戶請求而設置的。Oracle實例啓動時則建立一系列的後臺進程！
• 後臺進程使數據庫的內存結構和數據庫物理結構之間協調工做。
  
• 後臺進程必須啓動的5個進程分別是：DBWR、LGWR、PMON、SMON、CKPT。

PMON 進程監控進程：

* 清理出現故障的進程；
* 釋放當前全部掛載的鎖定；
* 釋放故障進程使用的資源。

SMON 系統監控進程：

* 在實例失敗後，從新打開數據庫時自動恢復實例；
* 整理數據文件的自由空間，將相鄰空間結合起來；
* 釋放再也不使用的臨時段。

DBWR 數據寫入進程：

* 管理數據緩衝區，將最近使用過的塊保留在內存中；
* 將修改後的緩衝區數據寫入數據文件中。

LGWR 日誌寫入進程：

* 負責將日誌緩衝區的日誌數據寫入日誌文件；
* 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。

CKPT 校驗進程：

* 從檢查點隊列上掃描髒數據塊，並將這些髒數據塊寫入數據文件中；
* 檢查點隊列上的buffer header 是按照數據塊第一次被髒的時間前後順序來排列的；
* 越早修改的數據塊的buffer header排在越前面；
* 同時若是一個數據塊被修改了屢次的話，在該鏈表上也只出現一次。

總結

太多的理論，還須要用圖來理解記憶！因此總結就用一張圖來表示。