Oracle體系結(jié)構(gòu)_培訓(xùn)

1、Oracle體系結(jié)構(gòu) 鄭州藍(lán)訊網(wǎng)絡(luò)科技有限公司 2010-10-20u 物理結(jié)構(gòu)u 邏輯結(jié)構(gòu)u 內(nèi)存結(jié)構(gòu)u 數(shù)據(jù)庫實(shí)例與進(jìn)程u 數(shù)據(jù)字典Oracle體系結(jié)構(gòu)Oracle體系結(jié)構(gòu)概述2022-2-213u 數(shù)據(jù)文件u 日志文件u 控制文件u 參數(shù)文件 物理結(jié)構(gòu)Oracle物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫文件PasswordfileParameterfileArchivedlog filesControl filesData files Redo logfilesDatabase2022-2-216 數(shù)據(jù)文件用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫中的全部數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)庫表中的數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù)。通常為后綴名為.dbf格式的文件。數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)

2、文件 日志文件（又稱重做日志文件），用于記錄數(shù)據(jù)庫所做的全部變更（如增加、刪除、修改），以便在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，用它對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行恢復(fù)。名字通常為L(zhǎng)og*.dbf格式日志文件日志文件 根據(jù)在事務(wù)信息將被覆蓋時(shí)，是否應(yīng)該將文件歸檔，數(shù)據(jù)庫分為以下兩種歸檔模式：ARCHIVELOG（歸檔日志）或NOARCHIVELOG（非歸檔日志）模式。 歸檔模式歸檔模式 每個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫都有相應(yīng)的控制文件，用于打開、存取數(shù)據(jù)庫。它們是較小的二進(jìn)制文件，其中記錄了數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)。名字通常為Ctr*.ctl格式控制文件控制文件 控制文件中的內(nèi)容只能夠由Oracle本身來修改。每個(gè)數(shù)據(jù)庫必須至少擁有一個(gè)控制文件。

3、一個(gè)數(shù)據(jù)庫也可以同時(shí)擁有多個(gè)控制文件，但是一個(gè)控制文件只能屬于一個(gè)數(shù)據(jù)庫。控制文件控制文件參數(shù)文件參數(shù)文件 參數(shù)文件是一個(gè)ASCII文本文件，記錄Oracle數(shù)據(jù)庫運(yùn)行時(shí)的一些重要參數(shù)。名字通常為initsid*.ora格式，如：initCIMS.ora，SID相當(dāng)于它所控制的數(shù)據(jù)庫的標(biāo)識(shí)符。每個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫和實(shí)例都有它自己惟一的init.ora文件。 Oracle9i新引入一個(gè)服務(wù)器參數(shù)文件（SPFILE），一個(gè)服務(wù)器參數(shù)文件（SPFILE）可以被認(rèn)為是在Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的初始化參數(shù)文件。存儲(chǔ)在一個(gè)服務(wù)器參數(shù)文件的初始化參數(shù)是永久的，它提供了由Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器自我調(diào)節(jié)

4、的一個(gè)基礎(chǔ)。服務(wù)器參數(shù)文件是二進(jìn)制文件，不能使用一個(gè)文本編輯器瀏覽或編輯。參數(shù)文件參數(shù)文件表空間段區(qū)數(shù)據(jù)庫塊邏輯結(jié)構(gòu)模式對(duì)象 Oracle邏輯結(jié)構(gòu)圖表空間的分類表空間的使用表空間中對(duì)象的存儲(chǔ)表空間 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫 Data1.Ora 1MB Data2.Ora 1MB SYSTEM 表空間 Data3.Ora 4MB USER 表空間 數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)庫的控制空間分配（例如表和索引）數(shù)據(jù)庫的控制空間分配（例如表和索引）為數(shù)據(jù)庫用戶設(shè)置空間配額為數(shù)據(jù)庫用戶設(shè)置空間配額 備份或恢復(fù)數(shù)據(jù)備份或恢復(fù)數(shù)據(jù) Oracle中除了用戶創(chuàng)建的存放數(shù)據(jù)對(duì)象的數(shù)據(jù)表空間外，還有以下類型的表空間：（1）System表空間

5、（2）回滾表空間（RollBack TableSpace）（3）臨時(shí)表空間（Temp TableSpace）1表空間的分類在數(shù)據(jù)庫中使用多個(gè)表空間具有如下優(yōu)勢(shì)： （1）能夠?qū)?shù)據(jù)字典與用戶數(shù)據(jù)分離開來，避免由于字典對(duì)象和用戶對(duì)象保存在同一個(gè)數(shù)據(jù)文件中而產(chǎn)生的10沖突。 （2）能夠?qū)⒒赝藬?shù)據(jù)與用戶數(shù)據(jù)分離開來，避免由于硬盤損壞而導(dǎo)致永久性的數(shù)據(jù)丟失。 （3）能夠?qū)⒈砜臻g的數(shù)據(jù)文件分散保存到不同硬盤上，平均分布物理10操作。2表空間的使用 （4）能夠?qū)⒛硞€(gè)表空間設(shè)置為脫機(jī)狀態(tài)或聯(lián)機(jī)狀態(tài)，以便對(duì)數(shù)據(jù)庫的一部分進(jìn)行備份和恢復(fù)。 （5）能夠?qū)⒛硞€(gè)表空間設(shè)置為只讀狀態(tài)，從而將數(shù)據(jù)庫的一部分設(shè)置為只讀狀態(tài)。

6、 （6）能夠?yàn)槟撤N特殊用途專門設(shè)置一個(gè)表空間，比如臨時(shí)表空間等，以優(yōu)化表空間的使用效率。 （7）能夠更加靈活地為用戶設(shè)置表空間限額。 如果表空間只對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)文件，該表空間中所有的對(duì)象都存儲(chǔ)在此數(shù)據(jù)文件中。如果表空間對(duì)應(yīng)于多個(gè)數(shù)據(jù)文件，可將一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該表空間的任意一個(gè)數(shù)據(jù)文件中，也可將同一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)分布在表空間的多個(gè)數(shù)據(jù)文件中。3表空間中對(duì)象的存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)段段 索引段 臨時(shí)段 回退段 數(shù)據(jù)段中保存的是表中的記錄。1數(shù)據(jù)段 在Oracle數(shù)據(jù)庫中每個(gè)未分區(qū)索引都有一個(gè)索引段保存索引中的索引條目。對(duì)于一個(gè)分區(qū)索引，每個(gè)分區(qū)都有一個(gè)索引段保存它的數(shù)據(jù)。2索引段 當(dāng)處理查詢時(shí)，Oracle可

7、能會(huì)需要使用到一些臨時(shí)存儲(chǔ)空間，用于臨時(shí)保存解析過的查詢語句以及在排序過程中產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)。Oracle會(huì)自動(dòng)在專門用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù)的表空間為操作分配臨時(shí)段。3臨時(shí)段 回滾段用于存放數(shù)據(jù)修改之前的值（包括數(shù)據(jù)修改之前的位置和值）?；貪L段的作用主要有以下幾方面：（1）事務(wù)回滾（2）事務(wù)恢復(fù)（3）讀一致性4回滾段 回滾段數(shù)據(jù)庫操作數(shù)據(jù)庫操作老舊的數(shù)據(jù)老舊的數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的數(shù)產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)據(jù)回滾段回滾段表表 區(qū)是由很多連續(xù)的數(shù)據(jù)塊組成的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間。缺省情況下，數(shù)據(jù)庫會(huì)使用表空間中默認(rèn)的存儲(chǔ)參數(shù)來管理他們的區(qū)。區(qū) 數(shù)據(jù)庫塊也稱邏輯塊或Oracle塊，它對(duì)應(yīng)磁盤上一個(gè)或多個(gè)物理塊，它的大小由初始化參數(shù)db

8、_block_size（在文件init.ora中）決定，典型的大小是8k。數(shù)據(jù)庫塊Oracle存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 2 K b 數(shù)據(jù)塊擴(kuò)展區(qū) 擴(kuò)

9、展區(qū) 段 Pckfree和Pctused兩個(gè)參數(shù)用來優(yōu)化數(shù)據(jù)塊空間的使用。PCTFREE：塊中保留用于UPDATE操作的空間百分比，當(dāng)數(shù)據(jù)占用的空間達(dá)到此上限時(shí)，新的數(shù)據(jù)將不能再插入到此塊中；PCTUSED：指定塊中數(shù)據(jù)使用空間的最低百分比； Oracle數(shù)據(jù)庫的模式對(duì)象包括表、視圖、序列、同義詞、索引、觸發(fā)器、存儲(chǔ)過程等。 模式對(duì)象 內(nèi)存結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)全局區(qū)程序全局區(qū)排序區(qū) 系統(tǒng)全局區(qū)（SGA，System Global Area.）是內(nèi)存結(jié)構(gòu)的主要組成部分，是Oracle為一個(gè)實(shí)例分配的一組共享內(nèi)存緩沖區(qū)，保存著Oracle系統(tǒng)與所有數(shù)據(jù)庫用戶的共享信息，包括數(shù)據(jù)維護(hù)、SQL語句分析，重做日志

10、管理等。是實(shí)例的主要部分。系統(tǒng)全局區(qū) 數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)中存放著Oracle系統(tǒng)最近從數(shù)據(jù)文件中讀取的數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)又稱用戶數(shù)據(jù)高速緩沖區(qū)，為所有與該實(shí)例相鏈接的用戶進(jìn)程所共享。 1數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 存儲(chǔ)最近使用的塊，包括 DB_CACHE_SIZE、DB_KEEP_CACHE_SIZE以及DB_BK_CACHE_SIZE Data buffercache數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)的容量受物理容量限制。在Oracle9i中，數(shù)據(jù)庫緩存的大小可以直接由初始化參數(shù)DB_ACHESIZE指定，該參數(shù)可以直接以K字節(jié)或M字節(jié)為單位來設(shè)置數(shù)據(jù)庫緩存的大小。 字典緩沖區(qū)用于保存數(shù)據(jù)字典中的行。數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū)也通過

11、最近最少使用（LRU）算法來管理。大小由數(shù)據(jù)庫內(nèi)部管理。字典緩存區(qū)是SQL共享池的一部分，共享池的大小（以字節(jié)為單位）由數(shù)據(jù)庫文件init.ora中的SHARED_POOL_SIZE參數(shù)來設(shè)置。2字典緩沖區(qū) 對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改的任何事務(wù)（Transaction）在記錄到重做日志之前都必須首先放到重做日志緩沖區(qū)（Redo Log Buffer.）中。重做日志緩沖區(qū)是專為此開辟的一塊內(nèi)存區(qū)域，重做日志緩存中的內(nèi)容將被LGWR后臺(tái)進(jìn)程隨時(shí)寫入重做日志文件。 3重做日志緩沖區(qū) 重做日志緩沖區(qū)重做日志緩沖區(qū)o大小由LOG_BUFFER確定o記錄實(shí)例做出的修改o順序使用o是循環(huán)緩沖區(qū)Redo logbuff

12、er重做日志緩存是一個(gè)循環(huán)緩存區(qū)，在使用時(shí)從頂端向底端寫入數(shù)據(jù)，然后再返回到緩沖區(qū)的起始點(diǎn)循環(huán)寫入。重做日志緩沖區(qū)的大小（以字節(jié)為單位）由init.ora文件中的LOGBUFFER參數(shù)決定。 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫實(shí)例數(shù)據(jù)庫實(shí)例 LGWRSGARedo logbufferData buffercacheShared poolCOMMIT處理1234用戶進(jìn)程用戶進(jìn)程服務(wù)進(jìn)程服務(wù)進(jìn)程Control filesData files Redo logfiles共享SQL池（Shared SQL Pool）相當(dāng)于程序高速緩沖區(qū)，所有的用戶程序都存放在共享SQL池中。SQL共享池包括庫高速緩存、數(shù)據(jù)字典高速緩

13、存和服務(wù)器控制結(jié)構(gòu)。4共享SQL池 共享池的大小取決于init.ora文件參數(shù)SHARED_POOL_SIZE，它是以字節(jié)為單位的。用戶必須將這個(gè)值設(shè)得足夠大，以確保有足夠的可用空間來裝載和存儲(chǔ)PL/SQL塊和SQL語句。 庫緩存中包含SQL語句文本、分析代碼和執(zhí)行計(jì)劃 數(shù)據(jù)字典緩存中包含表、字段和其他對(duì)象的定義與權(quán)限 共享池的大小由SHARED_POOL_SIZE確定 Shared poolDatadictionarycacheLibrarycache共享池SGARedo logbufferData buffercacheShared poolDatabase11DML 語句的處理234UP

14、DATE emp .UserprocessServerprocessControl filesData files Redo logfiles Java池為Java命令提供語法分析。5Java池 緩沖池把大數(shù)據(jù)集與其他的應(yīng)用程序分開，以減少它們爭(zhēng)奪數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)內(nèi)相同的資源?？梢栽赟GA中創(chuàng)建多個(gè)緩沖池 。6多緩沖池 程序全局區(qū)PGA（Program Global Area，PGA），是單個(gè)Oracle進(jìn)程使用的內(nèi)存區(qū)域，不屬于實(shí)例的內(nèi)存結(jié)構(gòu)。它含有單個(gè)進(jìn)程工作時(shí)需要的數(shù)據(jù)和控制信息，PGA是非共享的，只有服務(wù)進(jìn)程本身才能夠訪問它自己的PGA區(qū)。程序全局區(qū) 排序區(qū)存在于請(qǐng)求排序的用戶進(jìn)程的內(nèi)存中

15、，由于排序需要內(nèi)存空間，Oracle利用該內(nèi)存排序數(shù)據(jù)，這部分空間稱為排序區(qū)。該空間的大小為適應(yīng)排序數(shù)據(jù)量的大小，可增長(zhǎng)，但受初始化參數(shù)SORT_AREA_SIZER所限制。 排序區(qū) 數(shù)據(jù)庫實(shí)例與進(jìn)程Oracle數(shù)據(jù)庫實(shí)例進(jìn)程數(shù)據(jù)庫是指物理上的數(shù)據(jù)庫文件或邏輯上的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。 基于之上管理和控制物理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。數(shù)據(jù)庫實(shí)例是指軟件系統(tǒng)中用來訪問數(shù)據(jù)庫文件集的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及后臺(tái)進(jìn)程的集合，它是存取和控制數(shù)據(jù)庫的軟件機(jī)制。 Oracle數(shù)據(jù)庫實(shí)例 數(shù)據(jù)庫實(shí)例Background processes一個(gè)Oracle 實(shí)例：o是訪問Oracle 數(shù)據(jù)庫的一種方法o總是

16、打開一個(gè)并且僅僅一個(gè)數(shù)據(jù)庫Memory structuresInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared pool PMON DBW0SMON LGWRCKPTOthers進(jìn)程又稱任務(wù)，是操作系統(tǒng)中一個(gè)極為重要的概念。一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行一組操作，完成一個(gè)特定的任務(wù)。對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來說，進(jìn)程由用戶進(jìn)程、服務(wù)器進(jìn)程和后臺(tái)進(jìn)程所組成。進(jìn)程與程序的區(qū)別在于前者是一個(gè)動(dòng)態(tài)概念，后者是一個(gè)靜態(tài)實(shí)體；程序僅僅是指令的有序集合，而進(jìn)程則強(qiáng)調(diào)執(zhí)行過程。進(jìn)程可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建，完成任務(wù)后即會(huì)消亡。進(jìn)程 當(dāng)用戶運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序時(shí)，系統(tǒng)就為它建立一個(gè)用戶進(jìn)程。用戶

17、進(jìn)程執(zhí)行的是一個(gè)應(yīng)用程序或Oracle工具程序的代碼，以完成用戶所指定的任務(wù)。用戶進(jìn)程不是實(shí)例。1用戶進(jìn)程服務(wù)器進(jìn)程 服務(wù)器進(jìn)程處理與應(yīng)用程序相連的用戶進(jìn)程的請(qǐng)求，它與用戶進(jìn)程相通訊，為相連的用戶進(jìn)程的Oracle請(qǐng)求服務(wù)。2服務(wù)器進(jìn)程 Oracle的后臺(tái)進(jìn)程主要包括：（1）SMON系統(tǒng)監(jiān)控進(jìn)程（system monitor）（2）PMON進(jìn)程監(jiān)控進(jìn)程（process monitor）（3）DBWR數(shù)據(jù)庫寫進(jìn)程（4）LGWR日志文件寫進(jìn)程（5）ARCH歸檔進(jìn)程（archiver process）（6）RECO恢復(fù)進(jìn)程（7）LCKN封鎖進(jìn)程3后臺(tái)進(jìn)程 日志寫 (LGWR)LGWR 在下列情況下寫

18、日志：o提交o重做日志緩沖區(qū)三分之一滿o重做超過1 MBo在DBW0寫之前DatabaseInstanceLGWRSGARedo logbufferData buffercacheShared poolControl filesData files Redo logfiles其它實(shí)例進(jìn)程o其它需要的進(jìn)程：n數(shù)據(jù)庫寫(DBW0)n進(jìn)程監(jiān)測(cè)(PMON)n系統(tǒng)監(jiān)測(cè)(SMON)n檢查點(diǎn)(CKPT)o在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中通常需要?jiǎng)?chuàng)建歸檔進(jìn)程 (ARC0)DatabaseControl filesData files Redo logfiles數(shù)據(jù)庫寫 (DBW0)DBW0寫的時(shí)機(jī)：o臟緩沖區(qū)多o空閑緩沖區(qū)很少

19、o超時(shí)o發(fā)生檢查點(diǎn)InstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolDBW0SMON: 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)o自動(dòng)恢復(fù)實(shí)例n前滾重做日志中的修改n打開數(shù)據(jù)庫允許用戶訪問n會(huì)滾未提交的事務(wù)o合并空閑空間o釋放臨時(shí)段PMON: 進(jìn)程監(jiān)測(cè)在進(jìn)程失敗后執(zhí)行清除工作：o回滾事務(wù)o釋放鎖o釋放其他資源歸檔o數(shù)據(jù)庫歸檔模式n對(duì)于磁盤失敗后不需要恢復(fù)的數(shù)據(jù)庫使用NOARCHIVELOG模式n對(duì)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫使用ARCHIVELOGoARC0 進(jìn)程n自動(dòng)歸檔聯(lián)機(jī)重做日志n保留對(duì)數(shù)據(jù)庫做出的所有修改數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)字典的用途數(shù)據(jù)字典是Oracle數(shù)據(jù)庫的核心組件，它是對(duì)用戶來說為只讀類型的表和視圖組成。在其中保存著關(guān)于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身以及其中存儲(chǔ)的所有對(duì)象的基本信息。 數(shù)據(jù)庫對(duì)象所有的框架對(duì)象的定義（表、視圖、索引、群集、同義詞、序列、過程、函數(shù)、包、觸發(fā)器等）為框架對(duì)象如何分配和使用空間列的默認(rèn)值完整性約束信息數(shù)據(jù)庫安全信息，包括用戶、權(quán)限、角色等審計(jì)信息一個(gè)數(shù)據(jù)字典包括基礎(chǔ)表，動(dòng)態(tài)性能視圖及數(shù)據(jù)字典視圖。數(shù)據(jù)字典視圖又包含ALL視圖，USER視圖和DBA視圖。數(shù)據(jù)字典的結(jié)構(gòu) 1基礎(chǔ)表基礎(chǔ)表 存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)庫信息的表，這些數(shù)據(jù)庫的信息包括表、索引、約束，以及所有其他數(shù)據(jù)庫對(duì)象結(jié)構(gòu)的信息。它們屬于S