oracle基础之基本结构(2)

1. Oracle数据库启动
       .  Oracle首先要在内存中获取、划分、保留各种用途的区域,运行各种用途的后台,即：创建一个实例(instance)；
       .  然后由该实例装载(mount)、打开(open)数据库；
       .  最后由这个实例来访问和控制数据库的各种物理结构.

      当用户连接到数据库并使用数据库时，实际上是连接到该数据库的例程，通过实例来连接、使用数据库。所以实例是用户和数据库之间的中间层。

2. 例程与数据库的区别
      . 数据库指的是存储数据的物理结构，总是实际存在的；
      . 实例则是由内存结构和一系列进程组成，可以启动和关闭。是存取和控制数据库的软件机制，它由系统全局区（System Global Area，简称SGA）和后台进程组成。

       一台计算机上可以创建多个Oracle数据库，一个数据库上可以有多个实例。为了使实例间不混淆，每个实例都称为：SID(SystemIDentify)加以区分。

 

3. Oracle数据库的三种重要结构SGA 和 PGA，后台进程
       SGA(System Global Area,系统全局区)包括：数据高速缓存，日志高速缓存，共享池，大池，java池，SGA是ORACLE系统为实例分配的一组共享缓冲存储区，用于存放数据库数据和控制信息，以实现对数据库数据的管理和操作。
        每个实例都只有一个SGA.它是不同用户进程与服务进程进行通信的中心,数据库的各种操作主要在SGA中进行,所以称其为系统全局区.创建例程时,Oracle为SGA分配内存;终止例程时,释放SGA所占用的内存.

        数据高速缓存(Database Buffer Cache)
        保存最近从数据文件中读取的数据块,其中的数据被所有用户共享.
        两个参数影响DBC：
        DB_BLOCK_SIZE  缓冲区数据块大小
        DB_BLOCK_BUFFERS  缓冲区数据块个数

        初次访问数据时,Oracle将读取磁盘上的数据文件,将数据放入数据高速缓存，再处理数据；如果数据已经位于数据高速缓存中时,Oracle直接操作数据。
        DBC的缓存块分为三类:
        脏缓存块  存放已经被修改过的缓存块. 当SQL修改某个缓存块中的数据，则这个缓存块被标记为脏缓存块空闲缓存块 等待写入数据的空闲缓存块.
        命中缓存块 最近正在被访问的缓存块.读数据入DBC之前,先在LRU中搜索空闲缓存块;在搜索过程中如果发现脏缓存块,则将其移入DIRTY;找到足够的空闲块,将所有数据读入；如果空闲块不足，则暂停搜索，Oralce立刻启动DBWR进程,将DIRTY中的脏缓存块数据写入数据文件释放足够的空闲缓存块。

        当执行DML(Data Manipulation Language, 数据操纵语言)如:update、delete、insert或者create、alter、drop 等语句时,Oracle都会为这些操作生成重做记录.重做日志高速缓存就是用于存储重做记录的缓存.为提高效率,重做记录并不直接写入磁盘的重做日志文件,而是先写入重做日志缓存;
当重做日志缓存中的重做记录达到一定数量时,由LGWR进程写入重做日志.(先内存后磁盘)。当2个(至少2个)重做日志切换时,由ARCH将重做日志中的数据写入归档日志文件，以做备份.

 

4. 共享池(Shared Pool)

      共享池保存了最近执行的SQL语句、PL/SQL程序和数据字典信息,是对SQL语句和PL/SQL程序进行语法分析、编译、执行的内存区.共享池由库缓存和数据字典缓存组成
参数SHARED_POOL_SIZE 确定共享池的大小

      数据字典区(Dictionary cache)用于存放数据字典信息行。

      Oracle DBMS执行各种SQL、PL/SQL之前,要对其进行语法上的解析、对象上的确认、权限上的判断、操作上的优化等一系列操作，并生成执行计划。
        库缓存保存了已经解析的SQL和PL/SQL。

5. 数据字典缓存
       在Oracle运行过程中,Oracle会频繁的对数据字典中的表、视图进行访问，以便确定操作的数据对象是否存在、是否具有合适的权限等信息。
       数据字典缓保存了最常用的数据字典信息。数据字典缓存中存放的记录是一条一条的,而其他缓存区中保存的是数据块.

 

6. 大池
  大池用于需要大内存操作提供相对独立的内存空间，以便提高性能。
  大池是可选的内存结构。 DBA可以决定是否需要在SGA中创建大池。
        需要大池的操作:
        数据库备份和恢复
        大量排序的SQL语句

 

7. java池
8i以后提供的对Java的支持,用于存放Java代码、Java程序等.
         一般不小于20M,以便虚拟机运行.

8. PGA(Program Global Area) 和后台进程
       PGA是用户进程连接到数据库,并创建一个对应的会话时，由Oracle为服务进程分配的，专门用于当前用户会话的内存区。由排序区，会话区，游标区，堆栈区组成
         PGA是非共享的，而SGA是共享的。PGA大小由操作系统决定，并且分配后保持不变； 会话终止时，自动释放PGA所占的内存

      排序区： 执行order by、group by等包含排序操作的SQL语句时所产生的临时数据.Oracle将准备排序的数据先临时存储到排序区中，并在排序区中排序，然后将排序好的数据返回给用户.
      会话区：保存会话所具有的权限、角色、性能统计信息.

      游标区：当运行带有游标(course)的PL/SQL语句时，Oracle会在共享池中为该语句分配上下文(Context)，游标实际上是指向该上下文的指针。

      堆栈区:保存会话中的绑定变量、会话变量以及SQL语句运行时的内存结构信息。
       

      Oracle包括用户进程和Oracle进程；Oracle进程又包括服务器进程和后台进程

      用户进程：当用户运行一个应用程序时，就建立一个用户进程。处理用户进程的请求；包括分析SQL命令并生成执行方案。从数据缓冲存储区中读取数据。将执行结果返回给用户。
      后台进程：为所有数据库用户异步完成各种任务；包括
 DBWR    数据库写进程
 LGWR    日志写进程
 CKPT      检查点写进程
 SMON     系统监控进程
 PMON     进程监控进程
 ARCH      归档进程
 RECO       恢复进程
 LCKn       封锁进程

9. DBWR(Data Base Writer)
      将数据缓冲区中所有修改过的缓冲块数据写到数据文件中，并使用LRU算法来保持缓冲区中的数据块为最近经常使用的，以减少I/O次数。该进程在启动实例时自动启动。
      启动DBWR进行写操作的条件：
      相当于参数DB_BLOCK_WRITE_BATCH值的一半。一个进程在LRU列表中扫描指定数目的缓冲块，未找到空闲缓冲块。
     参数DB_BLOCK_MAX_SCAN_CNT确定扫描数目。
出现超时
     3秒钟内该进程未活动，则该进程将在LRU列表中查找尚未查找的缓冲块，这组缓冲块的数目相当于参数DB_BLOCK_WRITE_BATCH值的2倍。
    出现检查点。

 

10.  检查点（Checkpoint） ：
     在检查点出现期间，DBWR进程将数据缓冲区中的所有脏缓冲块写到数据文件中，
     LGWR进程将日志缓冲区中的所有记录项写到日志文件中，以确保上一个检查点至今修改过的所有数据块都被写到磁盘上。
Checkpoint(检查点)的任务
 预定数目的记录项被填满。
        参数LOG_CHECKPOINT_INTERVAL确定了预定数目。
 设置指定的秒数。
        参数LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT确定了间隔秒数。
 每个日志开关处
 关闭实例时

 

11.  LGWR（Log Writer）
        将日志缓冲区中的所有记录项写到日志文件中。该进程在启动实例时自动启动。
        启动LGWR进行写操作的条件：
        用户进程提交一个事务（Commit）
        日志缓冲区达到1/3范围
        DBWR对一个检查点需要清除缓冲块
        出现超时（3秒钟内未活动，则进行一次写操作。）

 

12. CKPT(检查点进程)
       在控制文件中记录检查点。参数CHECKPOINT_PROCESS 确定了检查点的启动/不启动状态。
        若CKPT进程不启动，则该进程的工作将由LGWR进程代劳。（如果数据库的数据文件过多，这样操作会降低系统性能。）

ARCH(Archiver)
       在日志文件组出现切换时，将旧日志文件的内容拷贝到脱机存储介质上，出现介质失败时用于恢复数据。
 LOG_ARCHIVE_START
      确定了该进程的启动/不启动状态
LOG_ARCHIVE_DEST
        当数据库在归档模式下操作时，该参数确定了日志文件的归档目标。
 LOG_ARCHIVE_FORMAT
        当数据库在归档模式下操作时，该参数确定了归档日志文件的缺省文件名格式。

SMON（System Monitor,系统检视进程）
        负责完成自动实例恢复。该进程在启动实例时自动启动。

PMON（Process Monitor,进程检视进程）
        撤消异常中断的用户进程，并释放该进程已获得的系统资源或锁。

RECO（Recover,恢复进程）
        在分布式操作的情况下，恢复一个事务的失败。

LCKn（Lock,锁进程）
        在并行服务器系统间加锁，最多可加10个锁，分别为LCK0，LCK1，，LCK9。