Oracle体系结构概述

一丶   Oracle体系结构的组件

 

Oracle体系结构包括很多基本组件下面我们详细介绍一下这些组件。

1丶Oracle服务器：Oracle服务器中包含多种文件结构丶进程结构和内存结构；但是，处理 SQL语句时，并非所有这些结构都会用到。某些结构用于提高数据库的性能，确保该数据库在遇到软件或硬件错误时可以恢复，或者执行维护该数据库所需的其它任务。Oracle服务器包括一个 Oracle实例和一个 Oracle数据库。

 

2丶Oracle实例：Oracle实例是后台进程和内存结构的组合。只有启动实例后，才能访问数据库中的数据。每次启动实例时，会分配系统全局区 (SGA)并启动 Oracle后台进程。后台进程代表调用进程执行各种功能。它们把为每个用户运行的多个 Oracle程序所处理的功能统一起来。后台进程执行输入/输出 (I/O)，并监视其它 Oracle进程来提高并行性，从而使性能和可靠性更加优越。

 

3丶Oracle数据库：Oracle数据库包含操作系统文件（也称为数据库文件），这些文件为数据库信息提供了实际的物理存储。数据库文件用于确保数据一致性并能在实例失败时得以恢复。

 

4丶其它关键文件：非数据库文件用于配置实例丶验证特权用户以及在磁盘出现故障时
恢复数据库。

 

5丶用户进程和服务器进程：执行 SQL语句时，用户进程和服务器进程是其中涉及的主要进程；但是，其它进程也会有助于服务器完成 SQL 语句的处理。

 

6丶其它进程：还有很多供其它选件使用的其它进程，例如，高级排队 (AdvancedQueuing)丶实时应用集群 (Real Application Clusters)丶共享服务器 (Shared Server) 和
高级复制 (Advanced Replication)等。这些进程将在相应的课程中分别进行讨论。

 

二丶客户端层由两个组件组成：用户和用户进程。

 

三丶服务器层由三个组件组成：执行SQL的服务器进程丶实例丶数据库本身。

 

 1丶实例组件指的是在启动时初始化的一组操作系统进程和内存结构。

 

 2丶数据库组件指的是用于数据存储和数据库操作的物理文件。

 

四丶总结一下可知，单实例数据库的体系结构由4个交互组件构成（如下图所示）：

 

1丶用户与用户进程交互

 

2丶用户进程与服务器进程交互

 

3丶服务器进程与实例交互

 

 4丶实例与数据库交互

 

 

 

     客户端进程绝无可能与数据库发生任何联系：所有访问都要通过中间的服务器端进程进行。客户端－服务器分离在用户进程(生成SQL)与服务器进程（执行SQL）之间实现。 

 

五丶实例的组件

    实例是访问数据库的通道，包含共享内存和后台进程。它是由称为系统全局区（SGA）的共享内存块及大量的后台进程构成。

 

1丶系统全局区（system global area,SGA）

    操作系统提供的共享内存段实现的内存结构称为SGA。SGA至少包含三种数据结构：

（1）  数据库缓冲区缓存（BUFFER CACHE）

 

（2）  共享池（SHARED POOL）

A丶库缓存

B丶数据字典缓存

C丶PL/SQL区

D丶SQL查询和PL/SQL函数结果缓存

 

（3）日志缓冲区（LOG BUFFER）

 

 还可能包含：

（1）  大池（Large  Pool）

 

（2）  JAVA池（JAVA Pool）

 

（3）流池（Streams Pool）

 

 显示可以动态重设大小的SGA组件的当前，最大和最小的值

gyj@OCM>select COMPONENT,CURRENT_SIZE ,MIN_SIZE,MAX_SIZE from V$SGA_DYNAMIC_COMPONENTS;

 

COMPONENT                                                       CURRENT_SIZE  MIN_SIZE  MAX_SIZE

---------------------------------------------------------------------------- ---------- ----------

sharedpool                                                        264241152 264241152 264241152

largepool                                                           4194304   4194304   4194304

javapool                                                           25165824  25165824  25165824

streamspool                                                               0         0         0

DEFAULTbuffer cache                                               511705088 511705088 511705088

KEEPbuffer cache                                                   16777216  16777216  16777216

RECYCLEbuffer cache                                                       0         0         0

DEFAULT2K buffer cache                                                    0         0         0

DEFAULT4K buffer cache                                                    0         0         0

DEFAULT8K buffer cache                                                    0         0         0

DEFAULT16K buffer cache                                             8388608   8388608   8388608

DEFAULT32K buffer cache                                                   0         0         0

SharedIO Pool                                                             0         0         0

ASMBuffer Cache                                                           0         0         0

 

14rows selected.

 

2丶后台进程(dbwn丶lgwr丶ckpt丶smon丶pmon丶reco)

（1）各后台进程的介绍

  DBWn:数据库写入程序

  LGWR:日志写入程序

  CKPT:检查点,负责在检查点向DBWR发送一个信号，并更controlfile和datafile的文件头

  SMON:系统监控，实例恢复丶清理不再使用的临时段

  PMON:进程监控

  RECO:恢复进程,能够自动解决分布事务中的故障

  MMAN:Memory Manager进程实现共享内存自动管理

  PSPO:主要功能是启动其他的Oracle进程

MMON:Manageability Monitor管理监控进程

  CJQ0:任务队列的调度进程,负责从job$表中找到需要执行的任务,并分配job进程执行,如果job进程不足,会自动产生新的job进程

  ARCn:归档

  QMNC:队列监控同步进程

  MMNL:是AWR新增的进程,主要作用是将AWR数据从内存中刷新到表中

  dbrm:数据库资源管理进程,负责设置资源计划和其他的资源管理的工作

  smco:该进程负责空间管理协调管理工作，负责执行空间的分配和回收

  w000:由smcO动态产生执行上述相关任

  diag:数据库诊断进程，负责维护管理各种用于诊断的转储文件，并执行oradebug命令。

  dia0:另一个数据库诊断进程，负责检测Oracle数据库中的挂起(hang)和死锁的处理。

  Dnnn:调度进程,允许用户进程共享有限的服务器进程(SERVER PROCESS)

  Snnn:服务器进程,负责与用户进程通信,并与ORACLE交互，以代表相关的用户进程执行任务

   Vktm：此虚拟时间监护器（virtual keeper of time）负责跟踪时间，其在群集环境中特别重要。

 

（2）五大核心后台进程的关系:：

pmon<--ckpt<--lgwr<--dbwn<--smon

        ------>

（3）哪些后台进程可以杀？

　　kill -9

   sqlplus / as sysdba

select sid,program from v$session where type=\'user\' andstatus=\'ACTIVE\';

 

六丶什么是ORACLE数据库?

1丶从物理结构分析：

　  由一系列文件组成：数据文件丶控制文件丶在线日志文件丶归档日志文件丶参数文件丶口令文件等

 

 （1）数据文件：是数据库中最为核心的文件

 select * from v$dbfile;

 

 （2）控制文件：是十分重要的文件,包括整个数据库的物理结构丶所有数据文件丶日志文件等信息及备分信息

 select * from v$controlfile

 selecttype,record_size,records_total,records_used from v$controlfile_record_section;

 

 （3）在线日志文件：主要用于记录数据库的变更信息

    select* from v$logfile;

 

（4）归档日志文件：主要用于数据库的恢复操作

 

 （5）参数文件：spfile/pfile

 

（6）  口令文件：存放有超级用户的口令及其他特权用户的用户名/口令

       strings orapwocp

       grantsysdba to system;

 

2丶数据库的辑逻结构

   构成数据库的物理结构作为操作系统文件呈现给系统管理员。用户看到的是诸如表的逻辑结构。Oracle使用术语“段”来描述任何包含数据的结构。典型的段是包含数据行的表，但是Oracle数据库包含十多种段类型。

   Oracle通过表空间（tablespace）方式，将逻辑存储从物理存储中抽象出来。表空间在逻辑上是一个或多个段的集合，在物理上是一个或多个数据文件的集合。如果使用“关系分”术语，则段和数据文件之间存在多对多关系：可以将一个表分布在多个数据文件中，而一个数据文件也可能包含多个表的一部分。Oracle通过在段和文件之间插入表空间实体，解决这种多对多关系的问题。

 　　段由多个块组成。数据文件的格式被设置为多个块，随着块的增加，这些块被分配给段。由于每次管理一个块的空间过于耗时，又将夫分组在区（extent）。区是数据文件中编号连续的一系列块，通过为段新添区，段将扩大。这些区为必相邻，即使在一个数据文件中，也是如此。它们可以来自作为段所在表空间一部分的任何数据文件。

                                             

    从逻辑上来讲，一表空间可以包含多个段，每个段可以包含多个区。区是一组连续的Oracle块。从物理上讲，数据文件由多个操作系统块（由操作系统正在使用的文件系统所分配）组成。连接模型的两端的关系显示一个表空间可以包含多个数据文件，从最低级别看，一个Oracle块将包含多个操作系统块。

 

 

七丶数据库与实例的关系：1:1或1:N

 

   确定实例是否是RAC数据库的一部分：

   gyj@OCM> select parallel from v$instance;

 

    　 PAR

    　 -------

    　  NO

 

八丶一条sql语句执行的整个过程所涉及到的知识点：

　         用户进程丶连接丶会话丶前台进程丶PGA丶实例丶数据库

 

 

九丶考点：

1丶所有通过OEM完成的工作都可以通过SQL语句来完成。OCP考试广泛考查用于管理工作的SQL的使用。熟悉命令行技术是至关重要的。

 

2丶SGA内存由所有后台和前台进程共享，PGA内存仅供分配到的会话的前台进程访问。11g中SGA和PGA内存都可以实现自动管理。

 

3丶哪些SGA结构是必需的，哪些是可选的？数据缓冲区缓存丶日志缓冲区和共享池是必需的，而大池丶JAVA池和流池是可选的。

 

4丶可以运态调整据库缓冲区缓存的大小，也可以对其进行自动管理。

 

5丶日志缓冲区的大小固定不变，在启动实例时被设置为固定值。无法对其进行自动管理。

 

6丶共享池的大小是动态的，可以对其进行自动管理。

 

7丶大池的大小是动态的，可以对其进行自动管理。

 

8丶JAVA池的大小是动态的，可以对其进行自动管理。

 

9丶流池的大小是动态的，可以对其进行自动管理。

 

10丶如果会话异常终止，那么活动的事务会发生什么事情呢？PMON后台进程将回滚活动事务。

 

11丶DBWR会在哪些情况下执行写操作？没有任何可用缓冲区丶脏缓冲区过多丶遇到三秒超时或遇到检查点。

 

12丶在提交事务时，DBWn有何举动？答案是：它什么都不做。

 

13丶LGWR会在哪些情况下将日志缓冲区转储到磁盘？会话发出commit时丶缓冲区的占用率达到1/3时，缓冲区达到1M时，DBWn正好要执行写入前。

 

14丶何时出现完全检查点？只会应请求这么做，或在有序关闭数据库时出现。

 

15丶默认方式下，MMON每小时收集一次快照并启动ADDM。

 

16丶LGWR对联机日志文件中执行写操作，ARCn读取联机日志文件，其它任何进程根本不会接触此类文件。

 

17丶数据库必须包含哪三类文件？这三类文件是控制文件丶联机重做日志文件以及数据文件。

 

18丶就每个数据库而言，要保证其正常运行，至少必须骨两个联机重做日志文件组；要保证安全，每组至少要有两个成员。

 

19丶服务器进程对数据文件执行读操作，而DBWn对数据文件执行写操作。

 

20丶在Oracle10g及更新版本中，必须在创建数据库时创建SYSAUX表空间。

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