Oracle體系結(jié)構_培訓

1、Oracle體系結(jié)構 鄭州藍訊網(wǎng)絡科技有限公司 2010-10-20u 物理結(jié)構u 邏輯結(jié)構u 內(nèi)存結(jié)構u 數(shù)據(jù)庫實例與進程u 數(shù)據(jù)字典Oracle體系結(jié)構Oracle體系結(jié)構概述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Oracle物理存儲結(jié)構數(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，用它對數(shù)據(jù)庫進行恢復。名字通常為Log*.dbf格式日志文件日志文件 根據(jù)在事務信息將被覆蓋時，是否應該將文件歸檔，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Oracle數(shù)據(jù)庫都有相應的控制文件，用于打開、存取數(shù)據(jù)庫。它們是較小的二進制文件，其中記錄了數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構。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。每個數(shù)據(jù)庫必須至少擁有一個控制文件。

3、一個數(shù)據(jù)庫也可以同時擁有多個控制文件，但是一個控制文件只能屬于一個數(shù)據(jù)庫?？刂莆募刂莆募?shù)文件參數(shù)文件 參數(shù)文件是一個ASCII文本文件，記錄Oracle數(shù)據(jù)庫運行時的一些重要參數(shù)。名字通常為initsid*.ora格式，如：initCIMS.ora，SID相當于它所控制的數(shù)據(jù)庫的標識符。每個Oracle數(shù)據(jù)庫和實例都有它自己惟一的init.ora文件。 Oracle9i新引入一個服務器參數(shù)文件（SPFILE），一個服務器參數(shù)文件（SPFILE）可以被認為是在Oracle數(shù)據(jù)庫服務器端的初始化參數(shù)文件。存儲在一個服務器參數(shù)文件的初始化參數(shù)是永久的，它提供了由Oracle數(shù)據(jù)庫服務器自我調(diào)節(jié)

4、的一個基礎。服務器參數(shù)文件是二進制文件，不能使用一個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)構模式對象 Oracle邏輯結(jié)構圖表空間的分類表空間的使用表空間中對象的存儲表空間 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)庫用戶設置空間配額為數(shù)據(jù)庫用戶設置空間配額 備份或恢復數(shù)據(jù)備份或恢復數(shù)據(jù) Oracle中除了用戶創(chuàng)建的存放數(shù)據(jù)對象的數(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）臨時表空間（Temp TableSpace）1表空間的分類在數(shù)據(jù)庫中使用多個表空間具有如下優(yōu)勢： （1）能夠?qū)?shù)據(jù)字典與用戶數(shù)據(jù)分離開來，避免由于字典對象和用戶對象保存在同一個數(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€表空間設置為脫機狀態(tài)或聯(lián)機狀態(tài)，以便對數(shù)據(jù)庫的一部分進行備份和恢復。 （5）能夠?qū)⒛硞€表空間設置為只讀狀態(tài)，從而將數(shù)據(jù)庫的一部分設置為只讀狀態(tài)。

6、 （6）能夠為某種特殊用途專門設置一個表空間，比如臨時表空間等，以優(yōu)化表空間的使用效率。 （7）能夠更加靈活地為用戶設置表空間限額。 如果表空間只對應一個數(shù)據(jù)文件，該表空間中所有的對象都存儲在此數(shù)據(jù)文件中。如果表空間對應于多個數(shù)據(jù)文件，可將一個對象的數(shù)據(jù)存儲在該表空間的任意一個數(shù)據(jù)文件中，也可將同一個對象的數(shù)據(jù)分布在表空間的多個數(shù)據(jù)文件中。3表空間中對象的存儲 數(shù)據(jù)段段 索引段 臨時段 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)庫中每個未分區(qū)索引都有一個索引段保存索引中的索引條目。對于一個分區(qū)索引，每個分區(qū)都有一個索引段保存它的數(shù)據(jù)。2索引段 當處理查詢時，Oracle可

7、能會需要使用到一些臨時存儲空間，用于臨時保存解析過的查詢語句以及在排序過程中產(chǎn)生的臨時數(shù)據(jù)。Oracle會自動在專門用于存儲臨時數(shù)據(jù)的表空間為操作分配臨時段。3臨時段 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）事務回滾（2）事務恢復（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)庫存儲空間。缺省情況下，數(shù)據(jù)庫會使用表空間中默認的存儲參數(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，它對應磁盤上一個或多個物理塊，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存儲結(jié)構 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)塊擴展區(qū) 擴

9、展區(qū) 段 Pckfree和Pctused兩個參數(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，當數(shù)據(jù)占用的空間達到此上限時，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)庫的模式對象包括表、視圖、序列、同義詞、索引、觸發(fā)器、存儲過程等。 模式對象 內(nèi)存結(jié)構 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)構的主要組成部分，是Oracle為一個實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、SQL語句分析，重做日志

10、管理等。是實例的主要部分。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)，為所有與該實例相鏈接的用戶進程所共享。 1數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 存儲最近使用的塊，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?。ㄒ宰止?jié)為單位）由數(shù)據(jù)庫文件init.ora中的SHARED_POOL_SIZE參數(shù)來設置。2字典緩沖區(qū) 對數(shù)據(jù)庫進行修改的任何事務（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后臺進程隨時寫入重做日志文件。 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循環(huán)緩存區(qū)，在使用時從頂端向底端寫入數(shù)據(jù)，然后再返回到緩沖區(qū)的起始點循環(huán)寫入。重做日志緩沖區(qū)的大?。ㄒ宰止?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)庫實例數(shù)據(jù)庫實例 LGWRSGARedo logbufferData buffercacheShared poolCOMMIT處理1234用戶進程用戶進程服務進程服務進程Control filesData files Redo logfiles共享SQL池（Shared SQL Pool）相當于程序高速緩沖區(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、存和服務器控制結(jié)構。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。用戶必須將這個值設得足夠大，以確保有足夠的可用空間來裝載和存儲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)行計劃 數(shù)據(jù)字典緩存中包含表、字段和其他對象的定義與權限 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)集與其他的應用程序分開，以減少它們爭奪數(shù)據(jù)塊緩沖區(qū)內(nèi)相同的資源?？梢栽赟GA中創(chuàng)建多個緩沖池 。6多緩沖池 程序全局區(qū)PGA（Program Global Area，PGA），是單個Oracle進程使用的內(nèi)存區(qū)域，不屬于實例的內(nèi)存結(jié)構。它含有單個進程工作時需要的數(shù)據(jù)和控制信息，PGA是非共享的，只有服務進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)存在于請求排序的用戶進程的內(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排序數(shù)據(jù)量的大小，可增長，但受初始化參數(shù)SORT_AREA_SIZER所限制。 排序區(qū) 數(shù)據(jù)庫實例與進程Oracle數(shù)據(jù)庫實例進程數(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。 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)庫實例是指軟件系統(tǒng)中用來訪問數(shù)據(jù)庫文件集的存儲結(jié)構以及后臺進程的集合，它是存取和控制數(shù)據(jù)庫的軟件機制。 Oracle數(shù)據(jù)庫實例 數(shù)據(jù)庫實例Background processes一個Oracle 實例：o是訪問Oracle 數(shù)據(jù)庫的一種方法o總是

16、打開一個并且僅僅一個數(shù)據(jù)庫Memory structuresInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared pool PMON DBW0SMON LGWRCKPTOthers進程又稱任務，是操作系統(tǒng)中一個極為重要的概念。一個進程執(zhí)行一組操作，完成一個特定的任務。對Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來說，進程由用戶進程、服務器進程和后臺進程所組成。進程與程序的區(qū)別在于前者是一個動態(tài)概念，后者是一個靜態(tài)實體；程序僅僅是指令的有序集合，而進程則強調(diào)執(zhí)行過程。進程可以動態(tài)地創(chuàng)建，完成任務后即會消亡。進程 當用戶運行一個應用程序時，系統(tǒng)就為它建立一個用戶進程。用戶

17、進程執(zhí)行的是一個應用程序或Oracle工具程序的代碼，以完成用戶所指定的任務。用戶進程不是實例。1用戶進程服務器進程 服務器進程處理與應用程序相連的用戶進程的請求，它與用戶進程相通訊，為相連的用戶進程的Oracle請求服務。2服務器進程 Oracle的后臺進程主要包括：（1）SMON系統(tǒng)監(jiān)控進程（system monitor）（2）PMON進程監(jiān)控進程（process monitor）（3）DBWR數(shù)據(jù)庫寫進程（4）LGWR日志文件寫進程（5）ARCH歸檔進程（archiver process）（6）RECO恢復進程（7）LCKN封鎖進程3后臺進程 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其它實例進程o其它需要的進程：n數(shù)據(jù)庫寫(DBW0)n進程監(jiān)測(PMON)n系統(tǒng)監(jiān)測(SMON)n檢查點(CKPT)o在產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中通常需要創(chuàng)建歸檔進程 (ARC0)DatabaseControl filesData files Redo logfiles數(shù)據(jù)庫寫 (DBW0)DBW0寫的時機：o臟緩沖區(qū)多o空閑緩沖區(qū)很少

19、o超時o發(fā)生檢查點InstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolDBW0SMON: 系統(tǒng)監(jiān)測o自動恢復實例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會滾未提交的事務o合并空閑空間o釋放臨時段PMON: 進程監(jiān)測在進程失敗后執(zhí)行清除工作：o回滾事務o釋放鎖o釋放其他資源歸檔o數(shù)據(jù)庫歸檔模式n對于磁盤失敗后不需要恢復的數(shù)據(jù)庫使用NOARCHIVELOG模式n對于產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫使用ARCHIVELOGoARC0 進程n自動歸檔聯(lián)機重做日志n保留對數(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，它是對用戶來說為只讀類型的表和視圖組成。在其中保存著關于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身以及其中存儲的所有對象的基本信息。 數(shù)據(jù)庫對象所有的框架對象的定義（表、視圖、索引、群集、同義詞、序列、過程、函數(shù)、包、觸發(fā)器等）為框架對象如何分配和使用空間列的默認值完整性約束信息數(shù)據(jù)庫安全信息，包括用戶、權限、角色等審計信息一個數(shù)據(jù)字典包括基礎表，動態(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 1基礎表基礎表 存儲相關數(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)庫對象結(jié)構的信息。它們屬于S