Oracle体系结构介绍
--基础篇
在学习oracle中,体系结构是重中之重,掌握的越深入越好。在实际工作遇到疑难问题,其实都可以归结到体系结构中来解释,所以我们根据下面的示图了解一下oracle体系结构。
1.Summarize
根据示图,便于我们记忆,示图分三部分组成,左侧User Process、Server Process、PGA可以看做成Clinet端,上面的实例(Instance)和下面的数据库(Database)及参数文件(parameter file)、密码文件(password file)和归档日志文件(archived logfiles)组成Oracle Server,所以整个示图可以理解成一个C/S架构。
Oracle Server由两个实体组成:实例(instance)与数据库(database)。这两个实体是独立的,不过连接在一起。在数据库创建过程中,实例首先被创建,然后才创建数据库。在典型的单实例环境中,实例与数据库的关系是一对一的,一个实例连接一个数据库,实例与数据库也可以是多对一的关系,即不同计算机上的多个实例打开共享磁盘系统上的一个公用数据库。这种多对一关系被称为实际应用群集(Real Application Clusters,RAC)RAC极大提高了数据库的性能、容错与可伸缩性(可能耗费更多的存储空间)并且是oracle网格(grid)概念的必备部分。
2.Client端
在Client端的作用是如何从客户端创建服务器进程与数据库进行交互的过程。
2.1 User process
用户运行一个应用程序时与Oracle数据库进程交互(例如:sql/plus)时,oracle创建一个用户进程来运行用户的应用程序。
2.2 Server process
Server Process是用来处理连接到实例的用户进程(User Process)提交的请求。当应用程序与Oracle服务器运行在同一台机器上时,某些用户进程(User Process)可以与Server Process合并为同一个进程,即便减小系统开销。从逻辑层面来讲,用户进程必须要通过一个Server Process来同Oracle进行通信的.(只不过有些时候在同一台机器的时候,某些User Process和Server Process会合并罢了)
2.3 PGA
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PGA(ProgramGlobal Area)程序全局区,是用户进程连接到数据库并创建一个会话时,由Oracle服务器进程分配的专门用于当前用户会话的内存区,该区域是私有的。
为每个用户连接Oracle数据库保留的内存
当进程创建时分配
进程结束后被释放
只能被一个进程使用
参数:PGA_AGGREGATE_TARGET指定PGA的总共大小
3. Database
"3+3"结构,3个必要文件+3个可选文件。
3.1 Data files
内容:
1)用户数据:用户表、DML语句可调整;
2)数据字典数据:数据字典表记录DB结构、只读不可修改、DDL语句调整
3)真实看到的文件
作用:
读取数据
特点:
1)至少包含一个SYSTEM表空间、DDL语言
2)各种不同表空间数据字典信息
3)我的数据保存在表空间上,表空间是以多个数据文件的形式体现的。
3.2 Control files
内容:
1)DB基本信息:DBID
2)DB结构信息
3)最后一次同步的SCN信息
3.1)同步:内存区域database buffer cache的脏数据写出磁盘
3.2)SCN:(system change number),时间轴、生命线
4)当前日志序列号
5)RMAN备份信息
作用:
1)记录数据库基本信息
2)记录内存下一些信息
特点:
1)大小一般不变(固定部分、可变部分)
2)个数,一个即可,分类存放
3.3 Redo log files
内容:
按时间顺序记录着DB中的改变(redoentry条目),数据块改变就会生成redo
作用:
提供数据的可恢复性
特点:
1)大小不变
2)顺序写
3)容量有限,循环覆写
4)至少两组日志,日志成员冗余
5)提供恢复的手段
3.4 Parameter file
内容:
1)记录那些定制的DB参数
2)参数默认值
3)pfile:需要重启实例和spfile
作用:
定义数据库实例的属性
特点:
两种类型参数的特点
3.5 Password file
内容:
特权身份用户的口令
作用:
用于特权身份用户登录的验证
特点:
1)操作系统、密码认证方式登录数据库
2)特高、特权身份登录到数据库实例启动数据库,跳过了数据字典的验证
3)O7:Oracle 7版本,启用普通身份登录
3.6 Archived logfiles
内容:
重做日志(redo log)历史
作用:
1)长期保存日志以便恢复
2)保证redo log不丢失
特点:
1)个数=当前日志数-1
2)大小<=在线日志文件大小
3)命名需要具有唯一性:序列号、RAC节点号
4)离线文件可通过操作系统命令管理
4. Instance
实例由存储结构和进程组成,并且只短暂存在于RAM和CPU中。
4.1 SGA
内存结构包括两个部分
1)系统全局(SGA):在实例启动时候分配,是Oracle实例的基础组件。
2)程序全局(PGA):当服务器进程生成分配。
4.1.1 Shared Pool
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用于存储:
1)最近执行的SQL语句
2)最近使用的数据定义
由两个与性能相关的部分组成:
1)库缓存
2)数据字典缓存
由参数SHARED_POOL_SIZE决定大小
4.1.1.1 Library Cache
1.1)存储最近使用的SQL和PL/SQL语句的信息(软解析,缓存一次多次使用)
1.2)共享常用的语句
1.3)管理上遵循LRU规则
1.4)包括两个部分
1.4.1)共享SQL区
1.4.2)共享PL/SQL区
1.5)大小由Shared Pool的大小决定
4.1.1.2 Data Dictionary Cache
2.1)存储在数据库中最近使用的定义
2.2)包括数据文件、表、索引、列、用户、权限和其他的数据库对象
2.3)在分析阶段,服务器进程查找数据字典去验证对象的名字以及是否是合法访问
2.4)对于查询和DML语句,如果数据字典的信息在缓存中能够提高响应时间
2.5)大小由Shared Pool的大小决定
4.1.2 Database Buffer Cache
1)存储从数据文件中获得的数据块的镜像
2)当获取和更新数据的时候能够大幅度的提高性能
3)管理上遵循LRU规则
4)参数DB_BLOCK_SIZE其块的大小
5)包括以下独立的子缓存:
DB_CACHE_SIZE
DB_KEEP_CACHE_SIZE
DB_RECYCLE_CACHE_SIZE
6)能够动态的调整大小
4.1.3 Redo Log Buffer
1)记录所有数据库的块改变
2)主要的目的是用于恢复
3)大小由参数LOG_BUFFER(不可动态调整)决定
4.1.4 Large Pool
1)是系统全局区中可选的一个部分
2)用于:
2.1)RMAN备份恢复操作
2.2)I/0并行进程
2.3)共享服务器的会话内存(UGA),以减轻在共享池中的负担
3)大小由参数LARGE_POOL_SIZE决定
4)能够被动态的改变大小
4.1.5 Java Pool
1)Java命令的分析
2)如果要安装和使用Java
3)大小由参数JAVA_POOL_SIZE决定,如果granule是4M,默认是24M,granule是16M,默认大小是32M
4.1.6 Streams Pool
流相关的数据在流池中,提高缓存效果。目前oracle较为弱化,提高采用Oracle Golden Gate(OGG),高级复制功能。
4.2Process structure
Oracle有以下几种进程:
1)用户进程:在用户连接数据时产生
2)服务器进程:当连接到Oracle实例并且用户建立会话的时候产生
3)后台进程:Oracle实例启动的时候产生
4)维持物理和内存之间的联系
4.1)必须要有的后台进程:DBWn、PMON、CKPT、LGWR、SMON
4.2)可选的后台进程:ARCn、CJQn、Jnnn、RECO、MMAN、MMON、Snnn、Dnnn、Pnnn
4.2.1 PMON
PMON(进程监测进程):
1)清除失败的进程
1.1)回滚事务
1.2)释放锁
1.3)释放其他资源
1.4)重启死掉的dispatchers
1.5)动态注册监听器
4.2.2 SMON
SMON(系统检测进程)作用:
1)实例恢复:
1.1)前滚所有重做日志中的改变
1.2)打开数据库为了用户能访问
1.3)回滚没有提交的事务
2)释放临时表空间(deallocated)
4.2.3 DBWR
DBWn(数据库写进程)写的条件:
1)发生检查点
2)脏缓存到达限制(1/4满)
3)没有自由的缓存
4)超时发生
5)RACping请求(8i)
6)表空间离线
7)表空间只读
8)热备份表空间开始动作
9)表被删除或者截断
4.2.4 LGWR
LGWR(日志写进程)的条件:
1)commit的时候
2)达到三分之一满
3)日志的大小到1M
4)每隔三秒
5)在DBWn进程写之前
4.2.5 CKPT
CKPT(检查点进程)作用:
1)给DBWn信号
2)更新数据文件头
3)更新控制文件
4.2.6 ARCn
ARCn(归档进程):
1)可选的后台进程
2)当启用归档方式后自动归档重做日志文件
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