第二課內(nèi)存結(jié)構(gòu)和后臺(tái)進(jìn)程

1、深入Oracle 第二課-內(nèi)存結(jié)構(gòu)和進(jìn)程2013.2.28法律【】和幻燈片為煉數(shù)成金網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)資料，所有資料只能在課程內(nèi)使用，不得在課程以外范圍散播，違者將可能被責(zé)任。法律和經(jīng)濟(jì)課程詳情煉數(shù)成金培訓(xùn)http:2013.2.282Oracle實(shí)例-內(nèi)存+進(jìn)程2013.2.282013-3-8為什么要做的如此復(fù)雜？內(nèi)存數(shù)據(jù)查詢的速度更好的數(shù)據(jù)處理的速度進(jìn)程為了完成特定的任務(wù)的服務(wù)進(jìn)程數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)的性保存也是數(shù)據(jù)庫性能下降的主要原因內(nèi)存數(shù)據(jù)庫 Oracle times10SSD磁盤2013.2.282013-3-8實(shí)例之內(nèi)存System global area (SGA)SGA區(qū)包括Oracle

2、實(shí)例需要的一系列內(nèi)存組件，用于存放數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)控制信息，比如buffer cache,shared_pool,log buffer這些內(nèi)存信息被所有進(jìn)程所共享（servProgram global area (PGA)ros background pros)。不同于SGA，PGA屬于獨(dú)占式內(nèi)存區(qū)，它的數(shù)據(jù)和控制信息為某個(gè)會(huì)話所獨(dú)有，當(dāng)一個(gè)會(huì)話產(chǎn)生時(shí)，Oracle會(huì)為這個(gè)會(huì)話分配一個(gè)PGA內(nèi)存區(qū)域。PGA屬于單個(gè)的服務(wù)端進(jìn)程或者進(jìn)程，而實(shí)例級(jí)別說的PGA，通常指的是所有這些會(huì)話占用的PGA的總和，也就是由參數(shù)pga_aggregate_User Global Area (UGA)設(shè)定的值。UG

3、A中保存和當(dāng)前會(huì)話相關(guān)的信息，比如pl/sql的變量，綁定變量的值或者起它和當(dāng)前會(huì)話相關(guān)的信息。Software code areas這是Oracle存放自身代碼的一部分內(nèi)存區(qū)，不允許其他會(huì)話。2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的內(nèi)存結(jié)構(gòu)2013.2.282013-3-8SGA區(qū)Database Buffer CacheRedo Log BufferShared PoolLarge PoolJava PoolStreams PoolFixed SGASGAShared poolStreams poolLarge poolFixed SGADatabase buffer cach

4、eRedo log bufferJava pool2013.2.282013-3-8SGA-Database Buffer CacheBuffer cache 里面存放這從磁盤上讀到內(nèi)存中的數(shù)據(jù)塊，這些數(shù)據(jù)塊可以被所有的會(huì)話訪問，是全局共享的。Default pool正常情況下，數(shù)據(jù)塊存放的內(nèi)存區(qū)域。Keep pool這個(gè)區(qū)域（池）用于將一些數(shù)據(jù)始終固定在內(nèi)存中，Default pool會(huì)根據(jù)一個(gè)過期算將過期的臟數(shù)據(jù)寫到磁盤上。Recycle poolRU）存放一些不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)塊，避免這些數(shù)據(jù)塊在Default pool池中占據(jù)空間。2013.2.282013-3-8SGA-Databas

5、e Buffer Cache2k，4k，16k用于存放不是標(biāo)準(zhǔn)大小（8k）表空間的數(shù)據(jù)塊信息。2013.2.282013-3-8buffer的概念在database buffer cache當(dāng)中，一個(gè)buffer指的是用來從磁盤中讀入的數(shù)據(jù)塊在內(nèi)存中的存放位置，可以理解為 1 buffer=1 block.buffer（內(nèi)存數(shù)據(jù)塊）的3種狀態(tài)unusedcleandirtyBuffer 的2種模式Current modeConsistent mode2013.2.282013-3-8SGA-Redo log bufferRedo log buffer 中存放這數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生的redo數(shù)據(jù)。Redo

6、 log buffer以循環(huán)的方式寫入，當(dāng)redo log已經(jīng)寫到磁盤后，就可以被后續(xù)的日志數(shù)據(jù)覆蓋2013.2.282013-3-8SGA-shared poolLibrary CacheData Dictionary CacheServer Result CachePool2013.2.282013-3-8SGA-shared poolLibrary CacheLibrary Cache里面保存著可執(zhí)行的SQL及Pl/SQL包，以及SQL的執(zhí)行計(jì)劃和一些控制結(jié)構(gòu)，比如鎖。當(dāng)一條SQL語句被執(zhí)行時(shí)，Oracle嘗試到Library Cache中查找是否有相同的SQL（通過hash_value

7、)，如果有，將直接重用存在的SQL的信息（執(zhí)行計(jì)劃）,這個(gè)稱作軟(soft pase)或者叫做library cache hit，反之，SQL將被重新，這個(gè)過程稱為hard parse或者叫l(wèi)ibrary cache miss.2013.2.282013-3-8SGA-shared poolData Dictionary Cache數(shù)據(jù)字典區(qū)存放Oracle的數(shù)據(jù)字典信息，這些信息包含數(shù)據(jù)庫中對象的數(shù)據(jù)信息，結(jié)構(gòu)信息等，這些信息在SQL的過程中需要頻繁的被到。視圖 dba(all,user)_tables .基表 user$,table$.表X$.x$bh2013.2.282013-3-8SG

8、A-Server Result Cache這部分內(nèi)存中保留了SQL查詢的結(jié)果集，這樣對于后續(xù)的相同查詢，Oracle無需重新加載數(shù)據(jù)塊進(jìn)行計(jì)算，直接使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集。由參數(shù)RESULT_CACHE_MODE設(shè)定默認(rèn)值 Manual，需要使用 RESULT_CACHE h來啟用。FORCE 對所有SELECT操作生效（會(huì)消耗shared_pool空間）PL/SQL 函數(shù)結(jié)果對于pl/sql函數(shù)，對結(jié)果進(jìn)行緩存。2013.2.282013-3-8SGA-shared poolOLTP性能優(yōu)化的一個(gè)重要區(qū)域。軟分析，硬分析，變量綁定.2013.2.282013-3-8SGA-large poolla

9、rge pool對數(shù)據(jù)的處理不使用LRU算法,比shared pool更高效的內(nèi)存收取方式:在MTS模式下UGA會(huì)放在large pool。并行執(zhí)行時(shí)會(huì)使用large pool。Rman備份時(shí)啟動(dòng)并行備份方式時(shí)，使用large pool。2013.2.282013-3-8Streams PoolStreams Pool里面存放著留相關(guān)的信息，比如流隊(duì)列信息，同時(shí)也為流capture進(jìn)程提供進(jìn)程內(nèi)存空間。中Streams Pool只為流個(gè)空間將設(shè)置為0.提供內(nèi)存空間，如果沒有手工配置，也沒有配置流，這2013.2.282013-3-8其它SGA組件Java pool用于保存會(huì)話運(yùn)行的JAVA代碼

10、和信息，比如java類，方法.Fixed SGA保存通用的數(shù)據(jù)庫和實(shí)例狀態(tài)信息。保存實(shí)例間通訊需要的結(jié)構(gòu)，比如鎖。大小通常改變很小，無法手工改變。2013.2.282013-3-8PGA-Program Global AreaPGA組成Private SQL Area2013.2.282013-3-8UGA-User global area登錄信息，變量值，pl/sql 參數(shù).olap 維度對象,比如cube2013.2.282013-3-8PGA & UGAPGA是一個(gè)進(jìn)程占用的內(nèi)存區(qū)域，可以理解為操作系統(tǒng)在一個(gè)進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，為它分配的內(nèi)存空間,是一個(gè)操作系統(tǒng)含義上的內(nèi)存區(qū)。UGA是一個(gè)會(huì)話含

11、義的內(nèi)存區(qū)，它保存著和會(huì)話相關(guān)的信息，比如會(huì)話登錄信息，綁定變量的值，Pl/SQL包的參數(shù)信息等。UGA必須保證會(huì)話能夠到UGA當(dāng)中的數(shù)據(jù)，因此UGA的位置會(huì)隨數(shù)據(jù)庫連接方式的不同而不同。當(dāng)連接使用的是模式（dedicated)時(shí)，因?yàn)闀?huì)話是專有的，所以UGA屬于PGA的一部分。當(dāng)連接模式為MTS時(shí)，由于會(huì)話可能會(huì)使用任意一個(gè)共享進(jìn)程，因此這些進(jìn)程必須能夠同時(shí)UGA中的數(shù)據(jù)，此時(shí)Oracle會(huì)把UGA放在SGA區(qū)享內(nèi)存區(qū)域）。2013.2.282013-3-8SGA和PGASGA的目的在于數(shù)據(jù)的共享，它的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)并發(fā)鎖定和隊(duì)列機(jī)制(latch ,lock.）是一個(gè)常見的性能瓶頸區(qū)。是一個(gè)數(shù)

12、據(jù)庫優(yōu)化經(jīng)常關(guān)注的區(qū)域data buffer hitlibrary hird parse ,soft parse)hot blocks.PGA是為專有進(jìn)程服務(wù)的，進(jìn)程間無法進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，它的特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)獨(dú)占性無需鎖定機(jī)制性能優(yōu)化上只需考慮它的大小。2013.2.282013-3-8Oracle的進(jìn)程us servroros用戶進(jìn)程 服務(wù)器進(jìn)程sbackground pros實(shí)例進(jìn)程2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的進(jìn)程SGAShared poolStreams poolLarge poolDatabase buffer cacheRedo log bufferJava poo

13、lDatabase Writer (DBWn)LogWriter (LGWR)Archiver (2013.2.282013-3-8Checkpo(CKPT)ProsMonitor (PMON)System Monitor (SMON)Oracle實(shí)例的進(jìn)程windowsLinux/unix2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的進(jìn)程-SMONSMON 的主要工作數(shù)據(jù)庫啟動(dòng)時(shí)的實(shí)例恢復(fù)，在RAC環(huán)境下，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的SMON可以對另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)做實(shí)例恢復(fù)。和臨時(shí)段上的數(shù)據(jù)（排序，臨時(shí)表.)對于DMT(字典管理表空間）,SMON可以合并連續(xù)空閑的extent.回滾段的online,offl

14、ine以及空間的回收。2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的進(jìn)程-PMONtPmon進(jìn)程負(fù)責(zé)一下的工作:進(jìn)程異常終止會(huì)話被殺掉事務(wù)超過空閑時(shí)間網(wǎng)絡(luò)連接超時(shí)將實(shí)例信息到器上手工alter system register;Pmon進(jìn)程的工作：回滾未提交的事務(wù)，事務(wù)相關(guān)的資源重置undo數(shù)據(jù)塊上的事務(wù)表的狀態(tài)為inactive。事務(wù)產(chǎn)生的鎖。從v$ses中清除異常終止的會(huì)話ID。2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的進(jìn)程-DBWn負(fù)責(zé)將buffer cache中臟數(shù)據(jù)（修改過的數(shù)據(jù)）塊寫到磁盤上，由于數(shù)據(jù)塊在磁盤上的位置不連續(xù)，這個(gè)過程會(huì)比LGWR比較耗時(shí)。DBWn觸發(fā)條

15、件當(dāng)servros無法在buffer cache中無法找到可用的buffer時(shí)。DBWn接到checkpo的指令，將臟數(shù)據(jù)寫到磁盤上。SGADatabase buffer cache可以通過設(shè)置多個(gè)DBWn進(jìn)程加快臟數(shù)據(jù)寫入磁盤的速度DB_WRITER_PROSESDBWnData files2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的進(jìn)程-CKPTcheckpo的目的：減少數(shù)據(jù)庫實(shí)例恢復(fù)的時(shí)間讓內(nèi)存中的臟數(shù)據(jù)及時(shí)的寫到磁盤上。在安全關(guān)閉數(shù)據(jù)庫時(shí)，保證所有提交的數(shù)據(jù)被寫到磁盤上。checkpo的觸發(fā)database checkpoConsistent database shutdown

16、ALTER SYSTEM CHECKPOsementOnline redo log switchALTER DATABASE BEGIN BACKUP sementTablespace and data file checkpotablespace read onlytablespace offline normalshrinking a data filealter tablespace begin backupsIncremental checkpos2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的進(jìn)程-CKPTCKPT進(jìn)程通知DBWn進(jìn)程開始將內(nèi)存(buffer cache)中的臟數(shù)

17、據(jù)寫到磁盤的文件上。CKPT負(fù)責(zé)更新文件頭和控制文件的信息。2013.2.282013-3-8Oracle實(shí)例的進(jìn)程-LGWRLGWR負(fù)責(zé)將log buffer中的數(shù)據(jù)順序的寫到磁盤上的online redo file,由于是順序的寫入，效率要比DBWn高很多。LGWR觸發(fā)條件用戶提交事務(wù)(commit)日志切換最后一次提交經(jīng)過了3秒。redo log buffer容量達(dá)到1/3或者達(dá)到1M的redo數(shù)據(jù)。DBWn進(jìn)程在把臟數(shù)據(jù)寫入磁盤之前，必須保證這些臟數(shù)據(jù)對應(yīng)的日志信息已經(jīng)被寫入磁盤，如果發(fā)現(xiàn)臟數(shù)據(jù)的日志信息沒有吸入磁盤，DBWn通知LGWR進(jìn)程寫日志信息，完成后繼續(xù)講臟數(shù)據(jù)寫入磁盤。20

18、13.2.282013-3-8和mitcommit 提交的事務(wù)修改的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的日志，必須立即寫到磁盤上。刷新到磁盤上的日志中，包含未提交的日志。checkpo將臟數(shù)據(jù)寫到磁盤上，加快數(shù)據(jù)的恢復(fù)時(shí)間，為data buffer提供空閑空間寫到磁盤上的數(shù)據(jù)，并不一定是提交的。數(shù)據(jù)寫到磁盤之前，這部分?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的日志信息，必須提前寫到磁盤上。如果是alter system將只把mited的數(shù)據(jù)塊寫到磁盤。安全關(guān)閉數(shù)據(jù)庫，所有的commited的數(shù)據(jù)會(huì)寫到磁盤上。2013.2.282013-3-8實(shí)例的進(jìn)程歸檔進(jìn)程，當(dāng)數(shù)據(jù)庫處于歸檔模式時(shí)（archive mode)，負(fù)責(zé)將online redo file歸檔到目標(biāo)位置，用于數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)，當(dāng)日志切換時(shí)，會(huì)觸發(fā)進(jìn)程將在線日志文件歸檔。進(jìn)程在data guard下，負(fù)責(zé)將日志向