ORACLE體系結(jié)構(gòu)

1、概要在本章里你可以了解以下內(nèi)容1 、ORACLE實(shí)例包括內(nèi)存結(jié)構(gòu)與后臺進(jìn)程2 、ORACLE數(shù)據(jù)庫物理操作系統(tǒng)文件的集合3 、了解內(nèi)存結(jié)構(gòu)的組成4 、了解后臺進(jìn)程的作用5 、了解數(shù)據(jù)庫的物理文件6 、解釋各種邏輯結(jié)構(gòu)一、ORACLE事例1 、ORACLE實(shí)例SystemGlobalArea(SGA)和BackgroundProcess被成為數(shù)據(jù)庫的實(shí)例。2 、ORACLE數(shù)據(jù)庫一系列物理文件的集合(數(shù)據(jù)文件，控制文件，聯(lián)機(jī)日志，參數(shù)文件等)3 、系統(tǒng)全局共享區(qū)SystemGlobalArea(SGA)SystemGlobalArea是一塊巨大的共享內(nèi)存區(qū)域，他被看做是Oracle數(shù)據(jù)庫的一個(gè)大

2、緩沖池，這里的數(shù)據(jù)可以被ORACLE的各個(gè)進(jìn)程共用。其大小可以通過如下語句查看：SQL>select*fromv$sga;NAMEVALUEFixedSize39816VariableSize259812784DatabaseBuffers1.049E+09RedoBuffers327680更詳細(xì)的信息可以參考V$sgastat、V$buffer_pool主要包括以下幾個(gè)部分：a、共享池(Sharedpool)共享池是SGA中最關(guān)鍵的內(nèi)存片段，特別是在性能和可伸縮性上。一個(gè)太小的共享池會(huì)扼殺性能，使系統(tǒng)停止，太大的共享池也會(huì)有同樣的效果，將會(huì)消耗大量的CPU來管理這個(gè)共享池。不正確的使用

3、共享池只會(huì)帶來災(zāi)難。共享池主要又可以分為以下兩個(gè)部分：SQL語句緩沖(LibraryCache)當(dāng)一個(gè)用戶提交一個(gè)SQL語句，Oracle會(huì)將這句SQL進(jìn)行分析(parse)，這個(gè)過程類似于編譯，會(huì)耗費(fèi)相對較多的時(shí)間。在分析完這個(gè)SQL，Oracle會(huì)把他的分析結(jié)果給保存在Sharedpool的LibraryCache中，當(dāng)數(shù)據(jù)庫第二次執(zhí)行該SQL時(shí)，Oracle自動(dòng)跳過這個(gè)分析過程，從而減少了系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間。這也是為什么第一次運(yùn)行的SQL比第二次運(yùn)行的SQL要慢一點(diǎn)的原因。下面舉例說明parse的時(shí)間SQL>selectcount(*)fromscpass;COUNT(*)243Ela

4、psed:00:00:00.08這是在Share_pool和Databuffer都沒有數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的情況下所用的時(shí)間SQL>altersystemflushSHARED_POOL;Systemaltered.清空Share_pool，保留DatabufferSQL>selectcount(*)fromscpass;COUNT(*)243Elapsed:00:00:00.02SQL>selectcount(*)fromscpass;COUNT(*)243Elapsed:00:00:00.00從兩句SQL的時(shí)間差上可以看出該SQL的Parse時(shí)間約為00:00:00.02對于保存在

5、共享池中的SQL語句，可以從V$Sqltext、v$Sqlarea中查詢到，對于編程者來說，要盡量提高語句的重用率，減少語句的分析時(shí)間。一個(gè)設(shè)計(jì)的差的應(yīng)用程序可以毀掉整個(gè)數(shù)據(jù)庫的Sharepool,提高SQL語句的重用率必須先養(yǎng)成良好的變成習(xí)慣，盡量使用Bind變量。數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū)(DataDictionaryCache)顯而易見，數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū)是ORACLE特地為數(shù)據(jù)字典準(zhǔn)備白一塊緩沖池，供ORACLE內(nèi)部使用，沒有什么可以說的。b、塊緩沖區(qū)高速緩存(DatabaseBufferCache)這些緩沖是對應(yīng)所有數(shù)據(jù)文件中的一些被使用到的數(shù)據(jù)塊。讓他們能夠在內(nèi)存中進(jìn)行操作。在這個(gè)級別里沒有系統(tǒng)文

6、件,，戶數(shù)據(jù)文件，臨時(shí)數(shù)據(jù)文件，回滾段文件之分。也就是任何文件的數(shù)據(jù)塊都有可能被緩沖。數(shù)據(jù)庫的任何修改都在該緩沖里完成，并由DBWR進(jìn)程將修改后的數(shù)據(jù)寫入磁盤。這個(gè)緩沖區(qū)的塊基本上在兩個(gè)不同的列表中管理。一個(gè)是塊的臟”表(DirtyList),需要用數(shù)據(jù)庫塊的書寫器(DBWR)來寫入，另外一個(gè)是不臟的塊的列表(FreeList)，一般的情況下，是使用最近最少使用(LeastRecentlyUsed,LRU)算法來管理。塊緩沖區(qū)高速緩存又可以細(xì)分為以下三個(gè)部分(Defaultpool,Keeppool,Recyclepool)。如果不是人為設(shè)置初始化參數(shù)(Init.ora)，ORACLE將默認(rèn)為

7、Defaultpool。由于操作系統(tǒng)尋址能力的限制，不通過特殊設(shè)置，在32位的系統(tǒng)上，塊緩沖區(qū)高速緩存最大可以達(dá)到1.7G，在64位系統(tǒng)上，塊緩沖區(qū)高速緩存最大可以達(dá)到10G。c、重做日志緩沖區(qū)(Redologbuffer)重做日志文件的緩沖區(qū)，對數(shù)據(jù)庫的任何修改都按順序被記錄在該緩沖，然后由LGWR進(jìn)程將它寫入磁盤。這些修改信息可能是DML語句，如(Insert,Update,Delete)，或DDL語句，如(Create,Alter,Drop等)。重做日志緩沖區(qū)的存在是因?yàn)閮?nèi)存到內(nèi)存的操作比較內(nèi)存到硬盤的速度快很多，所以重作日志緩沖區(qū)可以加快數(shù)據(jù)庫的操作速度，但是考慮的數(shù)據(jù)庫的一致性與可恢

8、復(fù)性，數(shù)據(jù)在重做日志緩沖區(qū)中的滯留時(shí)間不會(huì)很長。所以重作日志緩沖區(qū)一般都很小，大于3M之后的重作日志緩沖區(qū)已經(jīng)沒有太大的實(shí)際意義。d、Java程序緩沖區(qū)(JavaPool)Java的程序區(qū)，Oracle8I以后，Oracle在內(nèi)核中加入了對Java的支持。該程序緩沖區(qū)就是為Java程序保留的。如果不用Java程序沒有必要改變該緩沖區(qū)的默認(rèn)大小。e、大池(LargePool)大池的得名不是因?yàn)榇?，而是因?yàn)樗脕矸峙浯髩K的內(nèi)存，處理比共享池更大的內(nèi)存，在8.0開始引入。下面對象使用大池：MTS在SGA的LargePool中分配UGA語句的并行查詢(ParallelExecuteionofState

9、ments)允許進(jìn)程間消息緩沖區(qū)的分配，用來協(xié)調(diào)并行查詢服務(wù)器備份(Backup)用于RMAN磁盤I/O緩存4 、后臺進(jìn)程(Backgroundprocess)后臺進(jìn)程是Oracle的程序，用來管理數(shù)據(jù)庫的讀寫，恢復(fù)和監(jiān)視等工作。ServerProcess主要是通過他和userprocess進(jìn)行聯(lián)系和溝通，并由他和userprocess進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。在Unix機(jī)器上，Oracle后臺進(jìn)程相對于操作系統(tǒng)進(jìn)程，也就是說，一個(gè)Oracle后臺進(jìn)程將啟動(dòng)一個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)程；在Windows機(jī)器上，Oracle后臺進(jìn)程相對于操作系統(tǒng)線程，打開任務(wù)管理器，我們只能看到一個(gè)ORACLE.EXE的進(jìn)程，但是通

10、過另外的工具，就可以看到包含在這里進(jìn)程中的線程。在Unix上可以通過如下方法查看后臺進(jìn)程：psef|grepora_#ps-ef|grepora_|grepXCLUAToracle2943110Sep02?2:02ora_dbwr_SIDoracle2944410Sep02?0:03ora_ckpt_SIDoracle2944810Sep02?2:42ora_smon_SIDoracle2944210Sep02?3:25ora_lgwr_SIDoracle2942710Sep02?0:01ora_pmon_SIDa、Oracle系統(tǒng)有5個(gè)基本進(jìn)程他們是DBWR（數(shù)據(jù)文件寫入進(jìn)程）LGWR（日志

11、文件寫入進(jìn)程）SMON（系統(tǒng)監(jiān)護(hù)進(jìn)程）PMON（用戶進(jìn)程監(jiān)護(hù)進(jìn)程）CKPT（檢查點(diǎn)進(jìn)程，同步數(shù)據(jù)文件，日志文件，控制文件）b、DBWR將修改過的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)數(shù)據(jù)文件維護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的空緩沖區(qū)這里指出幾個(gè)容易錯(cuò)誤的概念:當(dāng)一個(gè)更新提交后，DBWR把數(shù)據(jù)寫到磁盤并返回給用戶提交完成.DBWR會(huì)觸發(fā)CKPT后臺進(jìn)程DBWR不會(huì)觸發(fā)LGWR進(jìn)程上面的概念都是錯(cuò)誤的.DBWR是一個(gè)很底層的工作進(jìn)程，他批量的把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入磁盤。和任何前臺用戶的進(jìn)程幾乎沒有什么關(guān)系，也不受他們的控制。至于DBWR會(huì)不會(huì)觸發(fā)LGWR和CKPT進(jìn)程，我們將在下面幾節(jié)里討論。DBWR工作的主要條件如下DBWR超時(shí)系統(tǒng)中

12、沒有多的空緩沖區(qū)用來存放數(shù)據(jù)CKPT進(jìn)程觸發(fā)DBWR等c、LGWR將重做日志緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入重做日志文件，LGWR是一個(gè)必須和前臺用戶進(jìn)程通信的進(jìn)程。當(dāng)數(shù)據(jù)被修改的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)重做日志并記錄在重做日志緩沖區(qū)內(nèi)。這個(gè)重做日志可以類似的認(rèn)為是以下的一個(gè)結(jié)構(gòu):SCN=000000001000數(shù)據(jù)塊ID對象ID=0801數(shù)據(jù)行=02修改后的數(shù)據(jù)=0011提交的時(shí)候，LGWR必須將被修改的數(shù)據(jù)的重做日志緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)寫入日志數(shù)據(jù)文件，然后再通知前臺進(jìn)程提交成功，并由前臺進(jìn)程通知用戶。從這點(diǎn)可以看出LGWR承擔(dān)了維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性的任務(wù)。LGWR工作的主要條件如下用戶提交有1/3重做日志緩沖區(qū)未被寫

13、入磁盤有大于1M重做日志緩沖區(qū)未被寫入磁盤超時(shí)DBWR需要寫入的數(shù)據(jù)的SCN號大于LGWR記錄的SCN號,DBWR觸發(fā)LGWR寫入d、 SMON工作主要包含清除臨時(shí)空間在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，完成系統(tǒng)實(shí)例恢復(fù)聚結(jié)空閑空間從不可用的文件中恢復(fù)事務(wù)的活動(dòng)OPS中失敗節(jié)點(diǎn)的實(shí)例恢復(fù)清除08J$表縮減回滾段使回滾段脫機(jī)e、 PMON主要用于清除失效的用戶進(jìn)程，釋放用戶進(jìn)程所用的資源。如PMON將回滾未提交的工作，釋放鎖，釋放分配給失敗進(jìn)程的SGA資源。f、 CKPT同步數(shù)據(jù)文件，日志文件和控制文件，由于DBWR/LGWR的工作原理，造成了數(shù)據(jù)文件，日志文件，控制文件的不一至，這就需要CKPT進(jìn)程來同步。CKPT

14、會(huì)更新數(shù)據(jù)文件/控制文件的頭信息。CKPT工作的主要條件如下在日志切換的時(shí)候數(shù)據(jù)庫用immediate,transaction,normal選項(xiàng)shutdown數(shù)據(jù)庫的時(shí)候根據(jù)初始話文件LOG_CHECKPOINT_INTERVAL、LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT、FAST_START_IO_TARGET的設(shè)置的數(shù)值來確定用戶觸發(fā)以下進(jìn)程的啟動(dòng)需要手工配置g、ARCH當(dāng)數(shù)據(jù)庫以歸檔方式運(yùn)行的時(shí)候，Oracle會(huì)啟動(dòng)ARCH進(jìn)程，當(dāng)重做日志文件被寫滿時(shí)，日志文件進(jìn)行切換，舊的重做日志文件就被ARCH進(jìn)程復(fù)制到一個(gè)/多個(gè)特定的目錄/遠(yuǎn)程機(jī)器。這些被復(fù)制的重做日志文件被叫做歸檔日志文件

15、。h、RECO負(fù)責(zé)解決分布事物中的故障。Oracle可以連接遠(yuǎn)程的多個(gè)數(shù)據(jù)庫，當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)問題，有些事物處于懸而未決的狀態(tài)。RECO進(jìn)程試圖建立與遠(yuǎn)程服務(wù)器的通信，當(dāng)故障消除后，RECO進(jìn)程自動(dòng)解決所有懸而未決的會(huì)話。i、服務(wù)進(jìn)程ServerProcess服務(wù)進(jìn)程的分類專用服務(wù)進(jìn)程(DedicatedServerProcess)一個(gè)服務(wù)進(jìn)程對應(yīng)一個(gè)用戶進(jìn)程共享服務(wù)進(jìn)程(MultiTreadedServerProcess)一個(gè)服務(wù)進(jìn)程對應(yīng)多個(gè)用戶進(jìn)程，輪流為用戶進(jìn)程服務(wù)。PGA&UGAPGA=ProcessGlobalAreaUGA=UserGlobalArea他保存了用戶的變量、權(quán)限、堆

16、棧、排序空間等用戶信息，對于專用服務(wù)器進(jìn)程，UGA在PGA中分配。對于多線程進(jìn)程，UGA在Largepool中分配。j、用戶進(jìn)程UserProcess在客戶端，將用戶的SQL語句傳遞給服務(wù)進(jìn)程5、一個(gè)貫穿數(shù)據(jù)庫全局的概念系統(tǒng)改變號SCN(SystemChangeNumber)系統(tǒng)改變號，一個(gè)由系統(tǒng)內(nèi)部維護(hù)的序列號。當(dāng)系統(tǒng)需要更新的時(shí)候自動(dòng)增加，他是系統(tǒng)中維持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性和順序恢復(fù)的重要標(biāo)志。a. 查詢語句不會(huì)使SCN增加，就算是同時(shí)發(fā)生的更新，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部對應(yīng)的SCN也是不同的。這樣一來就保證了數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)候的順序。b. 維持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，當(dāng)一二、ORACLE數(shù)據(jù)庫ORACLE數(shù)據(jù)庫的組成物理操作

17、系統(tǒng)文件的集合。主要包括以下幾種。1 、控制文件(參數(shù)文件init.ora記錄了控制文件的位置)控制文件包括如下主要信息數(shù)據(jù)庫的名字，檢查點(diǎn)信息，數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的時(shí)間戳所有的數(shù)據(jù)文件，聯(lián)機(jī)日志文件，歸檔日志文件信息備份信息等有了這些信息，Oracle就知道那些文件是數(shù)據(jù)文件，現(xiàn)在的重做日志文件是哪些，這些都是系統(tǒng)啟動(dòng)和運(yùn)行的基本條件，所以他是Oracle運(yùn)行的根本。如果沒有控制文件系統(tǒng)是不可能啟動(dòng)的?？刂莆募欠浅Ｖ匾?，一般采用多個(gè)鏡相復(fù)制來保護(hù)控制文件，或采用RAID來保護(hù)控制文件?？刂莆募膩G失，將使數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)變的很復(fù)雜?？刂莆募畔⒖梢詮腣$Controlfile中查詢獲得2、數(shù)據(jù)文件(

18、數(shù)據(jù)文件的詳細(xì)信息記載在控制文件中)可以通過如下方式查看數(shù)據(jù)文件SQL>selectnamefromv$datafile;NAME/u05/dbf/PROD/system_01.dbf/u06/dbf/PROD/temp_01.dbf/u04/dbf/PROD/users_01.dbf/u09/dbf/PROD/rbs_01.dbf/u06/dbf/PROD/applsys_indx_01.dbf/u05/dbf/PROD/applsys_data_01.dbf從以上可以看出，數(shù)據(jù)文件大致可以分為以下幾類：i. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件(system_01.dbf)存放系統(tǒng)表和數(shù)據(jù)字典，一般不放用戶

19、的數(shù)據(jù)，但是用戶腳本，如過程，函數(shù)，包等卻是保存在數(shù)據(jù)字典中的。名詞解釋：數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典是一些系統(tǒng)表或視圖，他存放系統(tǒng)的信息，他包括數(shù)據(jù)庫版本，數(shù)據(jù)文件信息，表與索引等段信息，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等各種和系統(tǒng)有關(guān)的信息和用戶腳本信息。數(shù)據(jù)庫管理員可以通過對數(shù)據(jù)字典的查詢，就可以了解到Oracle的運(yùn)行狀態(tài)。ii. 回滾段文件(rbs_01.dbf)如果數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對數(shù)據(jù)的修改，那么就必須使用回滾段，回滾段是用來臨時(shí)存放修改前的數(shù)據(jù)(BeforeImage)?；貪L段通常都放在一個(gè)單獨(dú)的表空間上(回滾表空間)，避免表空間碎片化，這個(gè)表空間包含的數(shù)據(jù)文件就是回滾數(shù)據(jù)文件。iii. 臨時(shí)數(shù)據(jù)文件(temp_

20、01.dbf)主要存放用戶的排序等臨時(shí)數(shù)據(jù)，與回滾段相似，臨時(shí)段也容易引起表空間碎片化，而且沒有辦法在一個(gè)永久表空間上開辟臨時(shí)段，所以就必須有一個(gè)臨時(shí)表空間，它所包含的數(shù)據(jù)文件就是臨時(shí)數(shù)據(jù)文件，主要用于不能在內(nèi)存上進(jìn)行的排序操作。我們必須為用戶指定一個(gè)臨時(shí)表空間。iv. 用戶數(shù)據(jù)文件(/applsys_data_01.dbf,applsys_indx_01.dbf)存放用戶數(shù)據(jù)，這里列舉了兩類常見的用戶型數(shù)據(jù)，一般數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù)，一般來說，如果條件許可的話，可以考慮放在不同的磁盤上。3、重做日志文件(聯(lián)機(jī)重做日志)用戶對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的任何操作都會(huì)記錄在重做日志文件。在了解重做日志之前必須了解重做

21、日志的兩個(gè)概念，重做日志組和重做日志組成員(Member)，一個(gè)數(shù)據(jù)庫中至少要有兩個(gè)日志組文件，一組寫完后再寫另一組，即輪流寫。每個(gè)日志組中至少有一個(gè)日志成員，一個(gè)日志組中的多個(gè)日志成員是鏡相關(guān)系，有利于日志文件的保護(hù)，因?yàn)槿罩疚募膿p壞，特別是當(dāng)前聯(lián)機(jī)日志的損壞，對數(shù)據(jù)庫的影響是巨大的。聯(lián)機(jī)日志組的交換過程叫做切換，需要特別注意的是，日志切換在一個(gè)優(yōu)化效果不好的數(shù)據(jù)庫中會(huì)引起臨時(shí)的“掛起”。掛起大致有兩種情況：在歸檔情況下，需要?dú)w檔的日志來不及歸檔，而聯(lián)機(jī)日志又需要被重新利用檢查點(diǎn)事件還沒有完成(日志切換引起檢查點(diǎn))，而聯(lián)機(jī)日志需要被重新利用解決這種問題的常用手段是：i.增加日志組ii.增大

22、日志文件成員大小通過v$log可以查看日志組，v$logfile可以查看具體的成員文件。4、歸檔日志文件Oracle可以運(yùn)行在兩種模式之中，歸檔模式和不歸檔模式。如果不用歸檔模式，當(dāng)然，你就不會(huì)有歸檔日志，但是，你的系統(tǒng)將不會(huì)是一個(gè)實(shí)用系統(tǒng)，特別是不能用于生產(chǎn)系統(tǒng)，因?yàn)槟憧赡軙?huì)丟失數(shù)據(jù)。但是在歸檔模式中，為了保存用戶的所有修改，在重做日志文件切換后和被覆蓋之間系統(tǒng)將他們另外保存成一組連續(xù)的文件系列，該文件系列就是歸檔日志文件。有人或許會(huì)說，歸檔日志文件占領(lǐng)我大量的硬盤空間，其實(shí)，具體想一想，你是愿意浪費(fèi)一點(diǎn)磁盤空間來保護(hù)你的數(shù)據(jù)，還是愿意丟失你的數(shù)據(jù)呢？顯而義見，我們需要保證我們的數(shù)據(jù)的安全性

23、。其實(shí)，歸檔并不是一直占領(lǐng)你的磁盤空間，你可以把她備份到磁帶上，或則刪除上一次完整備份前的所有日志文件。5、初始化參數(shù)文件initSID.ora或init.ora文件，因?yàn)榘姹镜牟灰粯?，其位置也可能?huì)不一樣。在8i中，通常位于$ORACLE_HOME/admin/Pfile下初始化文件記載了許多數(shù)據(jù)庫的啟動(dòng)參數(shù)，如內(nèi)存，控制文件，進(jìn)程數(shù)等，在數(shù)據(jù)庫啟動(dòng)的時(shí)候加載(Nomount時(shí)加載)，初始化文件記錄了很多重要參數(shù)，對數(shù)據(jù)庫的性能影響很大，如果不是很了解，不要輕易亂改寫，否則會(huì)引起數(shù)據(jù)庫性能下降。6、其他文件i.密碼文件用于Oracle的具有sysdba權(quán)限用戶的認(rèn)證.ii.日志文件報(bào)警日志文

24、件(alert.log或alrt.ora)記錄數(shù)據(jù)庫啟動(dòng)，關(guān)閉和一些重要的出錯(cuò)信息。數(shù)據(jù)庫管理員應(yīng)該經(jīng)常檢查這個(gè)文件，并對出現(xiàn)的問題作出即使的反應(yīng)。你可以通過以下SQL找到他的路徑selectvaluefromv$PARAMETERwherename="background_dump_dest"后臺或用戶跟蹤文件系統(tǒng)進(jìn)程或用戶進(jìn)程出錯(cuò)前寫入的信息，一般不可能讀懂，可以通過ORACLE的TKPROF工具轉(zhuǎn)化為可以讀懂的格式。對于系統(tǒng)進(jìn)程產(chǎn)生的跟蹤文件與報(bào)警日志文件的路徑一樣，用戶跟蹤文件的路徑，你可以通過以下SQL找到他白路徑selectvaluefromv$PARAMETE

25、Rwherename="user_dump_dest"三、ORACLE邏輯結(jié)構(gòu)1、表空間(tablespace)表空間是數(shù)據(jù)庫中的基本邏輯結(jié)構(gòu)，一系列數(shù)據(jù)文件的集合。一個(gè)表空間可以包含多個(gè)數(shù)據(jù)文件，但是一個(gè)數(shù)據(jù)文件只能屬于一個(gè)表空間。2、段(Segment)段是對象在數(shù)據(jù)庫中占用的空間，雖然段和數(shù)據(jù)庫對象是一一對應(yīng)的，但段是從數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的角度來看的。一個(gè)段只能屬于一個(gè)表空間，當(dāng)然一個(gè)表空間可以有多個(gè)段。表空間和數(shù)據(jù)文件是物理存儲(chǔ)上的一對多的關(guān)系，表空間和段是邏輯存儲(chǔ)上的一對多的關(guān)系，段不直接和數(shù)據(jù)文件發(fā)生關(guān)系。一個(gè)段可以屬于多個(gè)數(shù)據(jù)文件，關(guān)于段可以指定擴(kuò)展到哪個(gè)數(shù)據(jù)文件上面

26、。段基本可以分為以下四種數(shù)據(jù)段(DataSegment)索引段(IndexSegment)回滾段(RollbackSegment)臨時(shí)段(TemporarySegment)3 、區(qū)間(Extent)關(guān)于Extent的翻譯有多種解釋，有的譯作擴(kuò)展，有的譯作盤區(qū)，我這里通常譯為區(qū)間。在一個(gè)段中可以存在多個(gè)區(qū)間，區(qū)間是為數(shù)據(jù)一次性預(yù)留的一個(gè)較大的存儲(chǔ)空間，直到那個(gè)區(qū)間被用滿，數(shù)據(jù)庫會(huì)繼續(xù)申請一個(gè)新的預(yù)留存儲(chǔ)空間，即新的區(qū)間，一直到段的最大區(qū)間數(shù)(MaxExtent)或沒有可用的磁盤空間可以申請。在ORACLE8i以上版本，理論上一個(gè)段可以無窮個(gè)區(qū)間，但是多個(gè)區(qū)間對ORACLE卻是有性能影響的，ORA

27、CLE建議把數(shù)據(jù)分布在盡量少的區(qū)間上，以減少ORACLE的管理與磁頭的移動(dòng)。4 、Oracle數(shù)據(jù)塊(Block)ORACLE最基本的存儲(chǔ)單位，他是OS數(shù)據(jù)塊的整數(shù)倍。ORACLE的操作都是以塊為基本單位，一個(gè)區(qū)間可以包含多個(gè)塊(如果區(qū)間大小不是塊大小的整數(shù)倍，ORACLE實(shí)際也擴(kuò)展到塊的整數(shù)倍)。5、基本表空間介紹a. 系統(tǒng)表空間主要存放數(shù)據(jù)字典和內(nèi)部系統(tǒng)表基表查看數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典的SQLselect*fromdict查看內(nèi)部系統(tǒng)表的SQLselect*fromv$fixed_view_definitionDBA對系統(tǒng)的系統(tǒng)表中的數(shù)據(jù)字典必須有一個(gè)很深刻的了解，他們必須準(zhǔn)備一些基礎(chǔ)的SQL語句，

28、通過這些SQL可以立即了解系統(tǒng)的狀況和數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)，這些基本的SQL包括系統(tǒng)的剩余空間系統(tǒng)的SGA狀態(tài)系統(tǒng)的等待用戶的權(quán)限當(dāng)前的用戶鎖緩沖區(qū)的使用狀況等在成為DBA的道路上我們不建議你過分的依賴于OEM/Quest等優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫管理工具，因?yàn)樗麄儾焕谀銓?shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典的理解，SQL語句可以完成幾乎全部的數(shù)據(jù)庫管理工作。大量的讀少量的寫是該表空間的一個(gè)顯著的特點(diǎn)。b. 臨時(shí)表空間.臨時(shí)表空間顧名思義是用來存放臨時(shí)數(shù)據(jù)的，例如排序操作的臨時(shí)空間，他的空間會(huì)在下次系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候全部被釋放。c. 回滾段表空間i. 回滾段在系統(tǒng)中的作用當(dāng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新插入刪除等操作的時(shí)候，新的數(shù)據(jù)被更新到原來的數(shù)據(jù)文件

29、，而舊的數(shù)據(jù)(BeforeImage)就被放到回滾段中，如果數(shù)據(jù)需要回滾，那么可以從回滾段將數(shù)據(jù)再復(fù)制到數(shù)據(jù)文件中。來完成數(shù)據(jù)的回滾。在系統(tǒng)恢復(fù)的時(shí)候，回滾段可以用來回滾沒有被commit的數(shù)據(jù)，解決系統(tǒng)的一至性?；貪L段在什么情況下都是大量的寫，一般是少量讀，因此建議把回滾段單獨(dú)出來放在一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備(如單獨(dú)的磁盤或RAID)，以減少磁盤的IO爭用。ii. 回滾段的工作方式一個(gè)回滾表空間可以被劃分成多個(gè)回滾段.一個(gè)回滾段可以保存多個(gè)會(huì)話的數(shù)據(jù).回滾段是一個(gè)圓形的數(shù)據(jù)模型假設(shè)回滾段由4個(gè)區(qū)間組成，他們的使用順序就是區(qū)間1d區(qū)間2d區(qū)間3d區(qū)間4d區(qū)間1。也就是說，區(qū)間是可以循環(huán)使用的，當(dāng)區(qū)間4到

30、區(qū)間1的時(shí)候，區(qū)間1里面的會(huì)話還沒有結(jié)束,區(qū)間4用完后就不能再用區(qū)間1,這時(shí)系統(tǒng)必須分配區(qū)間5，來繼續(xù)為其他會(huì)話服務(wù)服務(wù)。我們分析一個(gè)Update語句的完成.用戶提交一個(gè)Update語句.ServerProcess檢查內(nèi)存緩沖.如果沒有該數(shù)據(jù)塊的緩沖，則從磁盤讀入i.如果沒有內(nèi)存的有效空間，DBWR被啟動(dòng)將未寫入磁盤的臟緩沖寫入磁盤ii.如果有有效空間，則讀入.在緩沖內(nèi)更新數(shù)據(jù)i. 申請一個(gè)回滾段入口，將舊數(shù)據(jù)寫如回滾段ii. 加鎖并更新數(shù)據(jù)iii. 并在同時(shí)將修改記錄在Redologbuffer中.用戶提交一個(gè)Commit語句i. SCN增加ii. 將Redologbuffer寫入Redol

31、ogfileiii. 返回用戶Commit完成四、ORACLE核心初探1、LRU算法和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)我們知道Oracle數(shù)據(jù)庫的文件大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Oracle的所擁有的內(nèi)存區(qū)域SGA，LRU就是一種盡可能將常用的數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存的算法。當(dāng)數(shù)據(jù)庫需要一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，他會(huì)從數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)的LRU隊(duì)列的尾部找一個(gè)空閑的緩沖，將一個(gè)數(shù)據(jù)塊讀入，然后數(shù)據(jù)庫會(huì)把這個(gè)緩沖區(qū)放到LRU隊(duì)列的中部，如果該緩沖被其他程序用到的話，那么他會(huì)往隊(duì)列的頭上移動(dòng)，如果這個(gè)緩沖沒有被其他程序用到，并且沒有被修改過，那么他會(huì)慢慢的移動(dòng)到LRU隊(duì)列的尾部，最終被認(rèn)為是空緩沖區(qū)被其他數(shù)據(jù)塊所覆蓋。一旦這個(gè)緩沖區(qū)被修改過DBWR把他從LRU

32、隊(duì)列中移出，放到LRUW隊(duì)列(也叫贓緩沖區(qū))中，等待DBWR把他們批量寫入數(shù)據(jù)文件，然后再把他們的緩沖區(qū)連接到LRU隊(duì)列的尾部，周而復(fù)始的工作。理解HASH算法，為了提高速度Oracle在設(shè)計(jì)中采用了大量的HASH算法，這里我們講一下HASH算法的理論知識，在以后的閱讀中會(huì)對Oracle有更好的理解。HASH是一種以空間換取時(shí)間的做法。假如我有100萬條數(shù)據(jù)，以隊(duì)列的方式存儲(chǔ)，如果我要從里面找一條數(shù)據(jù)，那么我要從頭開始找，我所需要的空間是100萬個(gè)存儲(chǔ)單元，如果我用HASH的方法來存儲(chǔ)，我把存儲(chǔ)空間劃分為1000*2000的數(shù)組，把100萬個(gè)數(shù)據(jù)分別按照如下規(guī)則添入該數(shù)組：1. 定義一個(gè)函數(shù)，

33、使得每條數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)0-999的值2. 把該行記錄存儲(chǔ)在以函數(shù)返回值為下標(biāo)的數(shù)組里3. 我們稱該函數(shù)為hash函數(shù)f(row).hash函數(shù)的返回值為hash值.數(shù)組為hash數(shù)組HashArraynm.即有下列公式findaunusedbufferinHashArrayf(row)?HashArrayf(row)?=row;這樣，當(dāng)我們需要一個(gè)行時(shí)候我們只需簡單的計(jì)算該行的hash值，然后到下標(biāo)為hash值的hash數(shù)組里找就可以了。即使用最簡單的方法也可以很快的找到For(I=1;I<=2000;I+)If(HashArrayf(row)I.=row)return;Next當(dāng)

34、然HASH算法還是很復(fù)雜的，這里只是一個(gè)最最簡單的例子。如果大家有興趣可以看看有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的資料,這里就不具體展開了。2、LATCH(Oracle內(nèi)部鎖)有許多人問我Latch和Lock的區(qū)別，其實(shí)很簡單，Latch是Oracle內(nèi)部的Lock，他負(fù)責(zé)更為細(xì)小的內(nèi)部讀寫，比如Oracle要把用戶更新的數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)，這時(shí)候Oracle就會(huì)在該緩沖區(qū)上加上latch，用來防止DBWR把他寫出到磁盤，因?yàn)槿绻麤]有這個(gè)Latch，DBWR會(huì)把一半新一半老沒有用的數(shù)據(jù)寫到磁盤上。五、常見問題1 、實(shí)例和SID的關(guān)系是什么？經(jīng)常有人問SID是什么？在Oracle系統(tǒng)中SID是一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的變量，如環(huán)境變

35、量ORACLE_SID，初始化文件initSID.ora，那究竟什么是SID呢？其實(shí)SID就是Oracle實(shí)例的標(biāo)識，不同的SID對應(yīng)不同的內(nèi)存緩沖(SGA)和不同的后臺進(jìn)程。這樣一來我們就可以得當(dāng)在一臺物理的服務(wù)器上可以有多個(gè)SID的數(shù)據(jù)庫實(shí)例。2 、Oracle數(shù)據(jù)庫和實(shí)例的關(guān)系是什么？數(shù)據(jù)庫是由物理文件和存取數(shù)據(jù)文件的實(shí)例組成，當(dāng)存取數(shù)據(jù)文件的實(shí)例是一個(gè)的時(shí)候，數(shù)據(jù)庫被稱做單節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。這是我們看到的最多的數(shù)據(jù)庫形式。當(dāng)然還有一種多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，就是一個(gè)以上的實(shí)例共同訪問一個(gè)數(shù)據(jù)庫(或者說共同訪問一組數(shù)據(jù)文件)，更好的提供穩(wěn)定性和并行處理能力。這在8i中被稱為OPS(OracleParal

36、lelServer)，在Oracle9i中被稱為RAC(realapplicationcluster)。在這種數(shù)據(jù)庫中。兩個(gè)/多個(gè)實(shí)例分別在不同服務(wù)器上，所有Oracle數(shù)據(jù)文件在共享的磁盤陣列上，多個(gè)服務(wù)器上的實(shí)例可以同時(shí)工作，他們通過一個(gè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。如果一臺服務(wù)器不能提供服務(wù)的話，另一臺會(huì)接管它的工作，特別是在關(guān)鍵的業(yè)務(wù)有很大的潛力。3、在運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)文件中是不是可能存在沒有被提交的數(shù)據(jù)？這是可能存在的，因?yàn)橛脩魯?shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)是由DBWR寫入的，DBWR是一個(gè)很底層的后臺進(jìn)程，不負(fù)責(zé)與用戶交互。用戶的交互是由LGWR完成的。4、在問題3中，如果存在沒有寫入的數(shù)據(jù)，那么機(jī)器突然斷電，數(shù)據(jù)完整性會(huì)不會(huì)損壞？不會(huì)的，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫的完整性是LGWR來保證的，而且ORACLE保證了DBWR寫入數(shù)據(jù)文件的任何修改已經(jīng)被記錄在重做日志文件中。當(dāng)系統(tǒng)再次啟動(dòng)的時(shí)候，通過讀取重做日志文件就可以知道