再述oracle数据库体系结构 之四:Oracle实例的进程结构

第八篇 再述oracle数据库体系结构 之四:Oracle实例的进程结构

　　这里所讲的里程是指Unix系统中的进程，在Windows中，Oracle是一个操作系统服务。
　　Oracle实例由内存区域和后台进程组成。
　　Oracle实例分为单进程实例(一个进程执行全部的Oracle代码,只允许单个用户存取)和多进程实例(由多个进程执行Oracle代码的不同部分，对于每一个连接的用户都有一个进程，允许多个用户同时使用)。
　　在多进程结构中，除服务器进程(请注意，此“服务器进程”不是指所有的实例中的进程，见下面的说明)外，还有其他后台进程，包括：Dnnn,DBWR,LGWR,ARCH,PMON,SMON,CKPT,RECO等。在数据库启动后，这些进程常驻操作系统。Oracle中所有进程的数量之和不能超过参数PROCESS设定的值：
　　sql>show parameter process
  当Oracle客户端应用程序与Oracle实例连接的时候，Oracle会产生一个服务器进程来为这些客户服务，此进程在widnows下表现为线程。此进程的主要作用有：对于用户发出的SQL语句进行语法分析，编译，执行用户的SQL语句，如是数据块不在数据缓冲区时，则从磁盘数据文件将数据读入到SGA的共享数据缓冲区中，将SQL语句的执行结果返回组应用程序。下面的语句用来查询数据库中的用户会话信息。
sql>select substr(s.sid,1,3) sid,substr(s.serial#,1,5) ser,spid,substr(schemaname,1,10) schema,substr(type,1,3) typ,substr(decode((consistent_gets+block_gets),0,'None',(100*(consistent_gets+block_gets-physical_reads)/consistent_gets+block_gets))),1,4) "%hit",value cpu,substr(block_changes,1,5) bchng from v$process p,v$sesstat t,v$sess_io i,v$session s where i.sid=s.sid and p.addr=paddr(+) and s.sid=t.sid and t.statistic#=12;
结果中：
sid　表示会话ＩＤ号，
ser　表示会话serial#号，serial#与sid组合以唯一表示一个会话，
spid　表示操作系统进程号，
schema　表示数据库用户名，
typ 表示进程类型，use为用户进程，bac为后台进程
%hit 表示数据缓冲区命中率，
cpu 表示使用cpu的时间，
bchng　表示修改了的数据块的个数。

下面介绍各个后台进程。
1. DBWR进程
DBWR(Database Writer)进程将缓冲区中的数据写入数据文件，负责数据缓冲区的管理。
当数据缓冲区中的一个数据被修改后，被标记为“脏”，DBWR进程负责将“脏”数据写入磁盘。
DBWR采用LRU算法来替换数据缓冲区中的数据。
DBWR的作用包括：
1)　管理数据缓冲区，以便服务器进程总能找到空闲缓冲区
2)　将所有修改后的缓冲区中的数据写入数据库文件
3)　使用LRU算法将最近使用过的块保留在内存中
4)　通过延迟写来优化磁盘i/o.
在下列情况下DBWR要将脏数据写入磁盘数据文件：
1)　当一个服务器进程将缓冲数据块移“脏表”，面该脏表达到一定程度进。(该临界长度由参数DB_BLOCK_WRITE_BATCH决定)
2)　当一个服务器进程在LRU表中查找DB_BLOCK_MAX_SCAN_CNT缓冲区时，没有查到空闲的缓冲区
3)　出现超时
4)　检查点发生时
在一个Oracle实例中，允许启动多个DBWR进程，DBWR进程个数由参数DB_WRITE_PROCESSES指定，上限为20，进程名依次自动命名为:DBW0,DBW1,DBW2...DBW19。
sql>show parameter processes

2. LGWR进程
　　LGWR（Log Writer）进程将日志数据从日志缓冲区中写入磁盘日志文件中。
关于LGWR进程的工作时机可以看我写的第一篇《一次事务过程》。
LGWR的写盘条件是：
1) 发生提交，即commit;
2) 日志缓冲区达到总数的1/3时;
3) 超时;
4) DBWR进程需要为检验点清除缓冲区时。
每一个Oracle实例只有一个LGWR进程。
LGWR将日志信息同步的写入到日志文件组的多个日志成员中，如果组中的一个成员文件被删除或不可使用，LGWR将日志信息继续写到该组的其他文件中，不影响数据库的运行。

3. SMON进程
　　SMON(System Monitor)，系统监控进程，在实例启动时执行实例恢复，并负责清理不再使用的临时段。

4. PMON进程
　　PMON(Process Monitor),进程监控里程，在服务器进程出现故障时执行进程恢复，负责清理内存内存和释放该进程所使用的资源。

5. ARCH进程
　　ARCH(Archive Process,归档进程)在日志存满时将日志信息写到磁盘或磁带，用于介质失败时的恢复。
　　日志信息首先产生于日志缓冲区，再由日志写入进程LGWR将日志数据写入日志文件组，日志切换时，由归档进程ARCH将日志数据从日志文件组中写入归档日志中。
　　在一个数据库实例中，归档进程最多可以启动10个，进程名依次自动命名为ARC0,ARC1,ARC2...ARC9,设置方法是：在参数文件中增加参数LOG_ARCHIVE_MAX_PROCESSES。关于如何启用数据库的自动归档，在前面的《物理结构》一篇中已有说明，这里说明一个几个相关的参数：
1) LOG_ARCHIVE_DEST:用于设置归档日志的文件存储目录
2) LOG_ARCHIVE_DUBLEX_DEST:用于设置归档日志文件的镜像存储目录，此参数在oracle 8及以上的版本中支持
3) LOG_ARCHIVE_DEST_n:用于设置更多的镜像目录，其中，1<=n<=10,该参数有以下三个选项：
(1)MANDATORY:表示必须完成此目录的归档，才可以切换。
(2)REOPEN:归档目录或介质失败后，需等多长时间能重新写入日志，默认时间为300秒。
(3)OPTIONAL:不管是否归档完成都进行切换，这是默认方式
举例如下：
LOG_ARCHIVE_DEST_1='LOCATION=/u01/oracle/archive/
                    MANDATORY
                    REOPEN=500'
LOG_ARCHIVE_DEST_2='LOCATION=/u02/oracle/archive/
                    OPTIONAL'
LOG_ARCHIVE_DEST_n只适用于oracle 8i及以上的版本。
4) LOG_ARCHIVE_DEST_STATE_n:用于对归档日志目录进行失效或生效，该参数与LOG_ARCHIVE_DEST_n一一相对应。如：
LOG_ARCHIVE_DEST_STATE_1=DEFER
LOG_ARCHIVE_DEST_STATE_2=ENABLE
此参数可以在线设置：
sql> ALTER SYSTEM SET LOG_ARCHIVE_DEST_STATE_1=DEFER;
此参数只适用于oracle 10g及以上版本。

6. CKPT进程
　　CKPT（CheckPoint，检查点）进程出现时，系统对全部数据库文件及控制文件的文件头的同步号进行修改，以保证数据库的同步。
　　以下两个参数是对CKPT有影响的：
LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT:决定产生一个检验点的时间间隔，单位为秋，默认为1800；
LOG_CHECKPOINT_INTERVAL:执行一个检验点需要填充的日志文件块的数目，默认为0，表示不起作用。
　　系统对于数据库的改变信息用系统改变号SCN表示，SCN也叫检验点号，在日志中用CHECKPOINT_CHANGE#表示，它是数据文件，日志文件，控制文件的同步的同步依据，同时存储在这三个中，在系统改变时，检验点号也会同时改变。
　　引起CKPT产生的主要时机有：
1)日志切换时
2)达到LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT指定的间隔时间
3)达到LOG_CHECKPOINT_INTERVAL指定的日志块数
4)数据库关闭
5)DBA强制产生
6)表空间OFFLINE时

7. RECO进程
　　RECO(Recover,恢复)进程用于分布式数据库系统，RECO进程自动地解决在分布式数据库中的事务故障。

8. LCKn进程
　　LCKn(锁进程)用于Oracle并行服务器环境下，用于多个实例间的封锁，该进程最多可以启动10个。

9. Dnnn进程
　　Dnnn(Despatcher，调度)进程。用于多线程服务器体系结构中。详见下一篇《Oracle连接配置结构》

10. SNP进程
　　SNP是作业进程，主要用于分布式数据库中，进行数据库之间快照的自动刷新，并同时通达DBMS_JOB程序包自动运行预定的存储过程，SQL,PL/sql程序等。有两个参数用来控制作业进程的计划：
1) JOB_QUEUE_PROCESS:用于设置作业进程个数
2) JOB_QUEUE_INTERVAL:用于设置作业进程被周期性唤醒的时间间隔

后台进程跟踪信息
　　所有修改数据库结构的命令会自动被后台进程跟踪记录，跟踪信息由oracle后台进程自动存储，跟踪文件的名称为alter_SID。此文件的存储目录由参数BACKGROUND)DUMP_DEST指定。
　　可以用工具命令TKPROF来格式化跟踪文件，如：
$tkprof oralogfile1.log
　　除了跟踪后台进程外，还可以启用参数SQL_TRACE对用户的语句进行跟踪。修改参数文件：
TIMED_STATISTICS=TRUE
USER_DUMP_DEST=目录名
MAX_DUMP_FILE_SIZE=5M
SQL_TRACE=TRUE
或者：
SQL>ALTER SESSION SET SQL_TRACE=TRUE对当前会话进行SQL跟踪。

锁等待问题与KILL SESSION
　　为了保证数据的一致性，系统提供锁机制。有关锁的概念可以参数《数据库系统概论》一书。要了解当前在等待锁资源的用户：
sql>select a.username,a.sid,a,serial#,b.id1 from v$session,v$lock where a.lockwait=b.kaddr;
要了解锁住其它用户的用户进程：
SQL>SELECT A.USERNAME,A.SID,A,SERIAL#,B.ID1 FROM V$SESSION A,V$LOCK B WHERE B.ID1 IN (SELECT DISTINCT E.ID1 FROM V$SESSION D,V$LOCK E WHERE D.LOCKWAIT=E.KADDR) AND A.SID=B.SID AND B.REQUEST=0;

　　杀死session:　sql>alter system kill session sessionid,serial#