北京郵電大學軟件工程研究生的課程---數(shù)據(jù)庫設計開發(fā)-42.ppt

1、北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例管理,Oracle服務器就是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)，由數(shù)據(jù)庫(Oracle database)和實例(Oracle instance)組成。 實例是一系列復雜的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)進程,它為Oracle客戶提供所期望的不同程度的服務。一個實例只能打開一個數(shù)據(jù)庫，或者說一個數(shù)據(jù)庫被唯一的一個實例裝載。 4.2.1 實例組成 4.2.2 實例創(chuàng)建 4.2.3 監(jiān)控實例,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例組成,實例中每一個進程都有各自

2、的一個內(nèi)存塊，該內(nèi)存塊用于保存私有變量、地址堆棧和其他運行時的信息。 進程間使用公共共享區(qū)并在公共共享區(qū)內(nèi)完成它們的工作。公共共享區(qū)是能夠在同一時間內(nèi)被不同程序和不同進程讀寫的一塊內(nèi)存區(qū)。該內(nèi)存塊稱為系統(tǒng)全局區(qū)(SGA)。因為SGA駐留在一個共享內(nèi)存段中，所以它經(jīng)常被稱作共享全局區(qū)。 后臺進程就像數(shù)據(jù)庫的手，是直接處理數(shù)據(jù)庫的組件；SGA就像大腦，在必要時間接地調(diào)度手處理它們的信息與存儲檢索。SGA參與發(fā)生在數(shù)據(jù)庫中全部的信息和服務器的處理。 單用戶的Oracle配置(Personal Oracle Lite)，不使用多進程執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的功能。相反，所有的數(shù)據(jù)庫功能由一個Oracle進程完成。由

3、于這個原因，單用戶也稱為單進程Oracle。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例組成,ORACLE實例是指有自己的內(nèi)存結(jié)構(gòu)和相關(guān)的服務器進程及后臺進程的DBMS。 4.2.1.1 內(nèi)存結(jié)構(gòu) 4.2.1.2 進程,實例,SGA,Shared pool,Database Buffer cache,Redo log Buffer cache,Library cache,Data Dictionary cache,PMON,SMON,DBWR,LGWR,CKPT,Others,內(nèi)存 結(jié)構(gòu),后臺 進程,用戶 進程,服務器 進程,PGA,

4、北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),ORACLE的內(nèi)存結(jié)構(gòu)主要有兩個內(nèi)存區(qū)域組成： SGA(System Global Area):系統(tǒng)全局區(qū)，是ORACLE實例的基礎(chǔ)，是一個共享區(qū)域，存放最近使用的SQL語句、最近使用的數(shù)據(jù)、最近使用的數(shù)據(jù)字典等信息，供各個進程調(diào)用。 PGA(Program Global Area):程序全局區(qū)，該區(qū)域是一非共享區(qū)域，存放會話、排序、游標、主變量等信息，被服務器進程調(diào)用，保證誰的請求處理結(jié)果給誰，誰的排序給誰，用戶聲明的、打開的、使用的、關(guān)閉的游標是私有的，用戶的主變量不被其他用戶干擾。,

5、北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),系統(tǒng)全局區(qū)：系統(tǒng)全局區(qū)是實例的主要部分。它含有數(shù)據(jù)維護、SQL語句分析與重做緩存所必須的所有內(nèi)存結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)全局區(qū)的數(shù)據(jù)是共享的，也就是說，多個進程可以在同一時間對SGA中的數(shù)據(jù)進行訪問和修改。所有數(shù)據(jù)庫操作都使用包含在SGA中某點上的結(jié)構(gòu)。 當實例被創(chuàng)建時，分配SGA；當實例關(guān)閉時，釋放SGA。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),SGA組成如下： 共享池。 數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)高速緩存。 重做日志緩沖區(qū)。 另外oracle9

6、i還有Java pool，8i有Java虛擬機，解釋Java；Java pool是利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解釋Java. oracle9i的SGA可以通過SGA_MAX_SIZE被動態(tài)的設置大小，8i不能動態(tài)設置。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),共享池：共享池包括庫高速緩存、數(shù)據(jù)字典高速緩存和服務器控制結(jié)構(gòu)（例如數(shù)據(jù)庫字符集）。 參見下圖,庫高速緩沖 字典高速緩沖 控制結(jié)構(gòu),共享 SQL區(qū),專用SQL區(qū),永久區(qū),運行區(qū),北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),共享

7、池： 庫高速緩存存儲已提交給RDBMS的SQL語句文本、分析過的格式與執(zhí)行計劃，以及已被執(zhí)行的PL/SQL包頭與過程等。數(shù)據(jù)字典高速緩存存儲用于分析SQL語句的數(shù)據(jù)字典行。 Oracle服務器用庫高速緩存來提高執(zhí)行SQL語句的性能。當一條SQL語句提交時，服務器首先查找高速緩存，查看相同的語句是否已被提交或緩存過。如果有，Oracle使用存儲的語法分析樹和執(zhí)行路徑來執(zhí)行該語句，使用存儲代碼可以獲得明顯的性能提高。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),共享池： 對于使用以前緩存的SQL語句，它必須在所有方面都與緩存版本完全相同

8、，包括標點符號和字母的大小寫。 庫高速緩存包括共享和專用SQL區(qū)。共享SQL區(qū)包括SQL語句語法分析樹和執(zhí)行路徑；專用SQL區(qū)存儲特定的會話信息，一個用戶會話能夠一次打開的專用SQL區(qū)的數(shù)量由init.ora參數(shù)OPEN_CURSORS決定。 庫高速緩存中的專用SQL區(qū)可更進一步分為永久區(qū)和運行區(qū)。永久區(qū)中包含合法的信息，并可應用于SQL語句的多個執(zhí)行中，而運行區(qū)中僅包含正在被執(zhí)行的SQL語句的數(shù)據(jù)。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),共享池： 字典高速緩存含有RDBMS引擎分析SQL語句所使用的數(shù)據(jù)字典信息。在這個區(qū)域中

9、含有段信息、安全性、訪問權(quán)限和在可用的自由存儲空間等信息。 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。ORACLE 9i可以通過ALTER SYSTEM SET SHARED_POOL_SIZE動態(tài)設置。 共享區(qū)經(jīng)過長期裝卸和卸載數(shù)據(jù)對象會產(chǎn)生許多碎片，如果在共享池中沒有足夠的連續(xù)空間用來裝載目標數(shù)據(jù)，會產(chǎn)生錯誤。這個問題可以通過運行SQL命令ALTER SYSTEM FLUSH SHARED_POOL解決。但是如果在數(shù)據(jù)庫操作時，經(jīng)常遇到共享池錯誤，就必須增大共享池。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4

10、.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)高速緩存：是影響整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行的重要因素之一。數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)高速緩存是由與Oracle塊相同大小的內(nèi)存塊組成。所有Oracle操作的數(shù)據(jù)在使用前被裝入到數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)高速緩存中。數(shù)據(jù)的更新在內(nèi)存塊中完成。 Oracle根據(jù)最近最少被使用(LRU)列表將數(shù)據(jù)清出緩沖區(qū)高速緩存。LRU列表記錄數(shù)據(jù)塊被訪問的頻繁程度。當服務器在緩沖區(qū)中需要更多空間來從磁盤讀入一個數(shù)據(jù)塊時，它去訪問LRU列表，以確定可以清出哪些塊，使用這種方法，保證最頻繁使用的塊保存在內(nèi)存中。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORAC

11、LE內(nèi)存結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)高速緩存： 被修改過的緩沖塊稱為臟的，臟列表記錄所有在內(nèi)存中被修改而又尚未寫入磁盤中的數(shù)據(jù)。當Oracle接收到修改數(shù)據(jù)的請求時，對高速緩存中的塊進行數(shù)據(jù)修改，同時寫入重做日志中，然后該塊被放入臟的列表中，對這些數(shù)據(jù)的隨后訪問從高速緩存中讀取改變的數(shù)據(jù)的新的值。 Oracle服務器對更新的一塊數(shù)據(jù)，并不立即更新數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)。RDBMS等到一定條件時才將改變的數(shù)據(jù)刷新寫入數(shù)據(jù)文件（參見數(shù)據(jù)庫寫入進程）。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)高速緩存: DB_BLOCK_SIZE和DB_

12、BLOCK_BUFFERS是決定緩沖區(qū)高速緩存大小的兩個初始化參數(shù)。 DB_BLOCK_SIZE設置Oracle塊大小，DB_BLOCK_BUFFERS決定分配給緩沖區(qū)高速緩存的塊的數(shù)量。兩參數(shù)相乘就可得出緩沖區(qū)高速緩存的內(nèi)存總數(shù)(以字節(jié)為單位)。 ORACLE 9i可以通過ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_SIZE動態(tài)設置。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),重做日志緩沖區(qū)：重做日志緩沖區(qū)用于在內(nèi)存中存儲未被刷新寫入聯(lián)機重做日志文件的重做信息。 它是循環(huán)使用的緩沖區(qū)，當重做日志緩沖區(qū)填滿時，將它的內(nèi)容寫

13、入聯(lián)機重做日志文件。 重做日志緩沖區(qū)的大小是由LOG_BUFFER初始化參數(shù)決定，以字節(jié)為單位，決定在內(nèi)存中保留多少空間緩存重做日志項。如果這個值設置得過低，進程之間相互競爭，LGWR進程讀出和寫入緩存，有可能會導致性能問題。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),重做日志緩沖區(qū)： 為強迫重做日志順序?qū)懭?，Oracle服務器使用閂控制對緩存的訪問。閂是一個Oracle進程對一個內(nèi)存結(jié)構(gòu)的鎖定，一個進程必須持有重做分配閂，才能寫入重做日志緩沖區(qū)。當一個進程持有分配閂時，其他任何進程都不能使用這個分配閂寫入重做日志緩沖區(qū)。 Ora

14、cle服務器使用LOG_SMALL_ENTRY_MAX_SIZE初始化參數(shù)限制一次寫入的重做的總量。這個參數(shù)以字節(jié)為單位，其缺省值隨操作系統(tǒng)和硬件不同而不同。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.1 ORACLE內(nèi)存結(jié)構(gòu),重做日志緩沖區(qū)： 對具有多個CPU的服務器而言，Oracle服務器不允許使用重做分配閂所書寫的重做日志項所需空間比參數(shù)LOG_SMALL_ENTRY_MAX_SIZE大。相反，進程必須持有一個重做復制閂?？色@得的重做復制閂的數(shù)量等于LOG_SIMULTANEOUS_COPIES初始化參數(shù)的值。LOG_SIMULTANEOUS_COP

15、IES的缺省值是系統(tǒng)中CPU的數(shù)量。使用重做復制閂，多個進程能同時寫入重做日志緩沖區(qū)。 可以使用V$LATCH動態(tài)性能視圖監(jiān)控重做分配閂與重做復制閂。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,ORACLE進程可以理解為一系列執(zhí)行一定任務、提供不同服務信息的程序。主要有用戶進程、服務器進程、后臺進程三種類型。 用戶進程：當客戶機向ORACLE服務器發(fā)出一個連接請求時，就產(chǎn)生一個用戶進程。 數(shù)據(jù)庫用戶操縱數(shù)據(jù)前，首先要建立一個與數(shù)據(jù)庫服務器的連接(可通過Oracle工具,如SQL*Plus)，連接的同時產(chǎn)生用戶進程，用戶進程并不直接作用

16、于ORACLE服務器，而是與一個服務器進程進行通信。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,用戶進程：每個用戶進程被分配一部分內(nèi)存區(qū)，稱為進程全局區(qū)(PGA)。 當一個用戶進程通過專用服務器方式連接數(shù)據(jù)庫時，用戶的會話數(shù)據(jù)、堆?？臻g和游標狀態(tài)信息存儲在進程全局區(qū)中。用戶的會話數(shù)據(jù)包括安全和資源使用信息；堆?？臻g含有為用戶會話指定的本地變量；游標狀態(tài)區(qū)包括運行時的游標信息、返回的行和游標返回的代碼。 如果用戶進程通過共享服務器進程方式進行連接，游標和會話信息被存儲在系統(tǒng)全局區(qū)(SGA)中。盡管對整個數(shù)據(jù)庫而言，這并不增加對內(nèi)存空間的

17、要求，但是它需要一個更大的系統(tǒng)全局區(qū)來存放這些附加的會話信息。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,Oracle Server,4.2.1.2 ORACLE進程,服務器進程：服務器進程接受用戶發(fā)出的請求，并根據(jù)請求與數(shù)據(jù)庫通信，通過這些通信完成用戶進程對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的處理要求，同時完成對數(shù)據(jù)庫的連接操作和I/O訪問。,SGA,Shared pool,Database Buffer,Redo log Buffer,用戶 進程,服務器 進程,數(shù)據(jù)庫用戶,建立連接,建立會話,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACL

18、E進程,Oracle后臺進程：在任意瞬間，Oracle數(shù)據(jù)庫可以處理許多行信息、處理幾百個同步用戶請求、進行復雜的數(shù)據(jù)操作，與此同時提供最高水平的性能和數(shù)據(jù)的完整性。 為了完成這些任務，Oracle數(shù)據(jù)庫將一項大的工作分散到多個程序中，其中每個程序的大部分操作都是相互獨立的，并扮演一個特定的角色。這些程序稱為Oracle后臺進程。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,Oracle數(shù)據(jù)庫的物理文件和內(nèi)存結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系由后臺進程來維持。 理解后臺進程和它們擔負的任務，將有助于分析性能問題、指出瓶頸和診斷數(shù)據(jù)庫中的故障點。 數(shù)據(jù)庫擁有

19、多個后臺進程，其數(shù)量取決于數(shù)據(jù)庫的配置。每個后臺進程創(chuàng)建一個跟蹤文件，在實例操作期間保存跟蹤文件?？梢栽O置init.ora文件的BACKGROUND_DUMP_DEST參數(shù)來規(guī)定后臺進程跟蹤文件的位置。排除數(shù)據(jù)庫故障時，跟蹤文件就顯得非常重要。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,Oracle后臺進程有： 系統(tǒng)監(jiān)控（SMON） 進程監(jiān)控進程（PMON） 數(shù)據(jù)庫寫進程（DBWR） 日志寫進程（LGWR） 調(diào)度進程（Dnnn） 歸檔進程（ARCH） 檢查點（CKPT） 恢復進程（RECO） 快照進程（SNPn） 鎖進程（LCKn）

20、并行查詢進程（Pnnn）,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,系統(tǒng)監(jiān)控(System Monitor,SMON) 進程監(jiān)控(Process Monitor,PMON)： 由于種種原因，對Oracle數(shù)據(jù)庫的連接可能會發(fā)生崩潰、掛起或其他非正常終止。例如，網(wǎng)絡斷線、用戶提出不合理的要求遭到系統(tǒng)拒絕，操作系統(tǒng)出錯等等，都會引起連接中斷或系統(tǒng)掛起，Oracle服務器必須有能力去處理由于各種原因而引起的失敗。 系統(tǒng)監(jiān)控和進程監(jiān)控都是自動解決數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)問題的后臺進程。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4

21、.2.1.2 ORACLE進程,進程監(jiān)控(PMON)自動清除中斷或失敗的進程，包括清除非正常中斷的進程留下的孤兒會話、回滾未提交事務、釋放被斷開連接的進程占有的鎖、釋放被失敗進程占有的系統(tǒng)全局區(qū)(SGA)資源，它同時監(jiān)控服務器和調(diào)度進程，如果它們失敗則自動重啟它們。,Instance,SGA,PMON,PGA area,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,系統(tǒng)監(jiān)控(SMON)作為恢復自動實例的進程，回滾尚未提交的事務或前卷重做日志。SMON也是管理某些數(shù)據(jù)庫段的進程，收回不再使用的臨時段空間，并自動合并在數(shù)據(jù)文件中相鄰的自由空間

22、塊。 SMON僅當創(chuàng)建表空間或表時的缺省存儲參數(shù)pctincrease不是0時，合并表空間中的自由空間。如果想讓SMON自動地處理這個操作，至少將pctincrease設置為1。,Instance,SGA,SMON,Database,Data files,Control files,Redo log files,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,Database,4.2.1.2 ORACLE進程,數(shù)據(jù)庫寫進程(Database Writer, DBWR):負責將緩沖區(qū)中臟的數(shù)據(jù)塊寫入到數(shù)據(jù)文件中。,Instance,SGA,database Buffer ca

23、che,DBWR,Data files,Control files,Redo log files,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,數(shù)據(jù)庫寫進程(Database Writer,DBWR) DBWR等到下列情況發(fā)生時，才成批地讀臟列表，并將在臟列表中發(fā)現(xiàn)的所有塊刷新寫入數(shù)據(jù)文件。 1）發(fā)生一個檢查點。 2）臟列表的長度達到init.ora文件中DB_BLOCK_WRITE_BATCH參數(shù)值的一半。 3）使用的緩沖區(qū)數(shù)量達到init.ora參數(shù)DB_BLOCK_MAX_SCAN。 4）DBWR后臺進程發(fā)生超時（大約每3秒）。,北

24、京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,數(shù)據(jù)庫寫進程(Database Writer,DBWR) 在大多數(shù)安裝中，有一個DBWR進程處理所有數(shù)據(jù)庫的所有寫入活動。但是當發(fā)現(xiàn)這個DBWR進程不能滿足數(shù)據(jù)庫要求時，可以啟動一個以上的DBWR進程。 init.ora文件中DB_WRITES參數(shù)可以設置在啟動時創(chuàng)建的DBWR進程數(shù)(缺省值是1)。建議使用與存儲數(shù)據(jù)文件的物理磁盤一樣多的DBWR進程或者將這個數(shù)量設為與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)文件的數(shù)量相等。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進

25、程,數(shù)據(jù)庫寫進程(Database Writer,DBWR) 另一個參數(shù)是DB_BLOCK_CHECKPOINT_BATCH，設置在每個檢查點DBWR寫入的塊的最大量（參看檢查點進程）。增大該參數(shù)，可以減少DBWR刷新緩沖區(qū)的次數(shù)。但將這個數(shù)值增得過大，當DBWR最終刷新緩沖區(qū)時，可能產(chǎn)生不能接受的延遲。 第三個參數(shù)是DB_BLOCK_CHECKSUM，這是個布爾參數(shù)，啟用這個參數(shù)時，導致每個數(shù)據(jù)庫塊被寫入時附加一個校驗和值。當隨后讀取該塊時，計算校驗和值并與存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)值進行比較，如果值不同，將產(chǎn)生錯誤。當查找數(shù)據(jù)毀壞問題時，這是一個有價值的參數(shù)，但是在全部時間都啟用這個值也會有代價。

26、,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,日志寫（Log Writer,LGWR）: LGWR是將在系統(tǒng)全局區(qū)中重做日志緩沖區(qū)的重做日志條目寫入到聯(lián)機重做日志文件的進程。 LGWR執(zhí)行寫入操作的條件是：發(fā)生提交、重做日志緩沖區(qū)滿度達到三分之一、超時(3秒)、DBWR進程開始之前。,Database,Instance,SGA,Redo log buffer,LGWR,DBWR,Data files,Control files,Redo log files,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.

27、2 ORACLE進程,日志寫（Log Writer,LGWR）: 直到Oracle在LGWR完成將重做信息從重做緩沖區(qū)刷新到聯(lián)機重做日志文件之后，Oracle才認為一個事務已完成。在LGWR成功地將重做日志項寫入聯(lián)機重做文件時（并不是改變數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)時），將一個成功碼返回給服務器進程。 用于配置LGWR進程的選項很少，大多數(shù)的配置涉及重做日志緩沖區(qū)和支持該緩沖區(qū)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)，而不是LGWR進程自身。 可以建立多個LGWR的I/O口，以改善向日志文件的寫入性能，init.ora中LGWR_IO_SLAVES參數(shù)決定。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.

28、1.2 ORACLE進程,日志寫（Log Writer,LGWR）： 檢查點導致LGWR和DBWR。檢查點間隔時間越短，發(fā)生數(shù)據(jù)庫故障時需要的恢復時間越短，同時減少了必須執(zhí)行每一檢查點所需的工作。當決定正確的檢查點間隔時，必須權(quán)衡所有這些因素。 LOG_CHECKPOINT_INTERVAL參數(shù)即一定數(shù)量的操作系統(tǒng)塊(不是Oracle塊)寫入重做時，引起數(shù)據(jù)庫中的一個檢查點被觸發(fā)。LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT參數(shù)指定的時間間隔(以秒為單位)發(fā)生一個檢查點。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,日志寫（Log Wr

29、iter,LGWR）： 另外當一個重做日志組寫滿時，一個檢查點被觸發(fā)。要注意不要設置不必要的檢查點，或者迫使不需要的檢查點發(fā)生。例如，如果一個重做日志組大小為3MB，而LOG_CHECKPOINT_INTERVAL設置為2.5MB。當有2.5MB的數(shù)據(jù)寫入重做日志時，導致發(fā)生一個檢查點。另外，當重做日志組寫滿時（僅在又寫入0.5MB的數(shù)據(jù)后），發(fā)生另一個檢查點。事實上，這兩個檢查點將相繼發(fā)生。頻繁的檢查點將浪費大量的進程活動和I/O次數(shù)以執(zhí)行相關(guān)的檢查點。 最后一個參數(shù)是布爾值LOG_CHECKPOINTS_TO_ALERT。每當檢查點發(fā)生時，它為數(shù)據(jù)庫在alert.log文件中設置一個標記，

30、并用于試圖指出確切的檢查點間隔。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,調(diào)度進程：正如前面所提到的，服務器進程既可以是一個用戶進程專有的，也可以在多個用戶進程之間共享。使用共享服務器要求配置多線程服務器。當使用共享服務器進程時，至少必須存在一個調(diào)度進程（Dnnn），在環(huán)境需要時也可能有多個調(diào)度進程。調(diào)度進程將用戶請求傳送到系統(tǒng)全局區(qū)的請求隊列，并將服務器的響應信息返回給正確的用戶進程。 參數(shù)MTS_DISPATCHERS指定調(diào)度進程使用的協(xié)議及開始使用該協(xié)議的調(diào)度進程的數(shù)量。 參數(shù)MTS_MAX_DISPATCHERS控制RDBM

31、S允許的調(diào)度進程的最大數(shù)量。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,歸檔進程(Archiver,ARCH):ARCH負責將全部聯(lián)機重做日志復制到歸檔重做日志文件。這僅在數(shù)據(jù)庫運行在歸檔模式（ARCHIVELOG）下才發(fā)生。,Data files,Control files,Redo log files,Archived Redo log files,ARCH,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,歸檔進程(Archiver,ARCH): 當ARCH正在復制歸檔重做日志

32、時，沒有其他進程能夠?qū)懭脒@個重做日志。重做日志是按順序循環(huán)使用的,如果數(shù)據(jù)庫需要轉(zhuǎn)換重做日志，但是ARCH還正在按其順序復制下一個日志，所有數(shù)據(jù)庫的活動將終止，直到ARCH完成。如果歸檔由于某些原因不能完成復制日志，它將等待直到引起不能寫入的錯誤得到解決為止。 在init.ora文件中ARCHIVE_LOG_START參數(shù)必須設置為TRUE，當數(shù)據(jù)庫啟動時，才會自動開始歸檔。如果設置了歸檔模式，但不自動啟動ARCH，當所有聯(lián)機重做日志寫滿時，數(shù)據(jù)庫將會掛起，等待你手工歸檔聯(lián)機日志。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,檢查點進程

33、(CKPT):CKPT是可選的后臺進程，執(zhí)行LGWR進程通常會執(zhí)行的檢查點任務即用當前版本信息更新數(shù)據(jù)文件和控制文件頭。 CHECKPOINT_PROCESS參數(shù)設置為TRUE可以啟用CKPT進程。注意在Oracle 8.x中，該已被集成入RDBMS中并設置為TRUE。如果在Oracle 8.x的init文件中包括這個參數(shù)，實例啟動將會失敗。,Database,Instance,SGA,Redo log buffer,LGWR,CKPT,DBWR,Data files,Control files,Redo log files,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,

34、4.2.1.2 ORACLE進程,恢復進程(RECO):負責在分布式數(shù)據(jù)庫中恢復失敗的事務。分布式事務配置數(shù)據(jù)庫時(設置DISTRIBUTED_TRANSACTIONS值大于0)，RECO會自動啟動。 快照進程(SNPn):處理數(shù)據(jù)庫快照的自動刷新，并運行預定的數(shù)據(jù)庫過程。參數(shù)JOB_QUEUE_PROCESS設置啟動的快照進程數(shù)，參數(shù)JOB_QUEUE_INTERVAL決定快照進程在被喚醒以處理掛起的作業(yè)或事務之前休眠的時間(以秒為單位)。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1.2 ORACLE進程,鎖進程(LCKn):在并行服務器環(huán)境中,多個實例安

35、裝在同一個數(shù)據(jù)庫上，鎖進程(LCKn)負責管理和協(xié)調(diào)每個實例占有的鎖。 并行查詢進程(Pnnn):根據(jù)數(shù)據(jù)庫的活動和并行查詢選項的配置，Oracle服務器啟動和停止查詢進程。這些進程涉及并行索引的創(chuàng)建、表的創(chuàng)建及查詢。啟動的進程的數(shù)量與參數(shù)PARALLEL_MIN_SERVERS指定的數(shù)量相同，但決不能超過參數(shù)PARALLEL_MAX_SERVERS指定的進程數(shù)。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例組成,為更好地理解前面討論的實例組件是如何相互交互的，看一個典型的事務在實例結(jié)構(gòu)中的移動。 當一個用戶會話使用SQL*Net驅(qū)動程

36、序連接到服務器會話時，開始一個事務。這個連接可以使用它自己的一個服務進程進行專用連接，或通過調(diào)度進程處理的一個共享連接。服務器會話對傳遞給它的SQL語句與已經(jīng)保存在共享SQL區(qū)中的語句進行比較，如果在共享池中發(fā)現(xiàn)有完全一樣的語句，使用該語句早已存儲的做過語法分析的形式與執(zhí)行計劃。如果在共享池中沒有發(fā)現(xiàn)匹配語句，服務器進程對這些語句進行語法分析。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例組成,接下來，服務器會話查看在數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)中是否已經(jīng)存儲了完成該事務所必須的數(shù)據(jù)塊。如果在緩沖區(qū)中沒有，服務器會話就從數(shù)據(jù)文件中讀取必要的數(shù)據(jù)，將它們

37、拷貝到緩沖區(qū)中。如果事務是一個查詢，服務器會話將查詢的結(jié)果返回給用戶進程（執(zhí)行必要次數(shù)的數(shù)據(jù)塊讀和拷貝以返回所有數(shù)據(jù)）。 對一個修改數(shù)據(jù)的事務，有更多的步驟需要做。例如，假設事務是一個更新。在將必要的數(shù)據(jù)塊讀入緩沖區(qū)高速緩存中之后，修改內(nèi)存中的數(shù)據(jù)塊。修改的緩存塊標記為臟的，并把它們放入臟列表中。還產(chǎn)生重做信息，并將重做信息存儲在重做日志緩存中。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例組成,如果事務是相對短期的，事務完成，用戶提交，發(fā)出信號給LGWR進程讓它將重做日志緩沖區(qū)刷新到聯(lián)機重做日志文件。如果事務相對持續(xù)時間很長和很復雜，

38、下列事情有可能發(fā)生： 1）產(chǎn)生的重做引起重做日志緩沖區(qū)寫滿三分之一的空間，這會觸發(fā)LGWR進程刷新重做日志緩沖區(qū)。 2）放入臟列表中的塊數(shù)達到限定的長度，這會觸發(fā)DBWR進程將數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)所有臟列表項刷新寫入到數(shù)據(jù)文件中，它反過來也使LGWR進程向磁盤刷新重做日志緩沖區(qū)。 3）遇到一個數(shù)據(jù)庫檢查點，這將觸發(fā)數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)高速緩存和重做日志高速緩存刷新。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.1 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例組成,4）可獲得的緩沖區(qū)高速緩存中的自由緩存空間下降到規(guī)定的門限以下，這也會引起數(shù)據(jù)庫高速緩存緩沖區(qū)的刷新。 5）產(chǎn)生一個不可恢復的數(shù)據(jù)庫錯誤，

39、這迫使該事務中斷、回滾并向服務器會話報告錯誤。 當事務正在處理向重做緩存生成的重做并刷新時，聯(lián)機重做日志逐漸被填滿。當前日志被填滿后，LGWR進程開始寫入下一個日志組；與此同時，歸檔進程將重做日志復制到磁盤或磁帶。因為直到所有重做日志信息從重做緩沖區(qū)寫入到聯(lián)機重做日志之后，事務才被記錄為執(zhí)行成功的，所以LGWR和ARCH必須各自有能力在無錯誤的情況下完成自己的任務。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例創(chuàng)建,通過前面介紹，我們知道ORACLE數(shù)據(jù)庫服務器的啟動事實上是創(chuàng)建實例的過程。打開一個Oracle數(shù)據(jù)庫的過程具體包括以下三

40、步： 1）創(chuàng)建一個Oracle實例（非安裝階段） 2）由實例安裝數(shù)據(jù)庫（安裝階段） 3）打開數(shù)據(jù)庫（打開階段） Oracle實例在數(shù)據(jù)庫啟動的非安裝階段創(chuàng)建。當數(shù)據(jù)庫經(jīng)過非安裝階段時，讀取init.ora參數(shù)文件，啟動后臺進程，初始化系統(tǒng)全局區(qū)（SGA）。init.ora文件定義了實例的配置，包括內(nèi)存結(jié)構(gòu)的大小和啟動后臺進程的數(shù)量和類型等。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例創(chuàng)建,下一階段稱為安裝階段。init.ora文件中的控制文件參數(shù)值決定數(shù)據(jù)庫的安裝實例。在安裝階段，讀取控制文件并使其成為可訪問的，可以對控制文件內(nèi)存儲的

41、數(shù)據(jù)進行查詢和修改。 最后的階段就是打開數(shù)據(jù)庫。在這一階段，存儲在控制文件中的數(shù)據(jù)庫文件以排它使用方式被實例鎖定，使數(shù)據(jù)庫能夠被普通用戶訪問。打開是數(shù)據(jù)庫的正常操作狀態(tài)，在數(shù)據(jù)庫打開之前，只有DBA能訪問數(shù)據(jù)庫，且只能通過服務器管理器對其進行訪問。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例創(chuàng)建,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例創(chuàng)建,為了改變數(shù)據(jù)庫的操作狀態(tài)，必須擁有SYSDBA特權(quán)。當數(shù)據(jù)庫從關(guān)閉狀態(tài)到打開狀態(tài)時，可以單步調(diào)試數(shù)據(jù)庫的每一個操作狀態(tài)，例如，可以在服

42、務器管理器工具中執(zhí)行STARTUP NOMOUNT命令，使數(shù)據(jù)庫處在非安裝階段，接下來可以運行ALTER DATABASE MOUNT或者ALTER DATABASE OPEN命令以單步調(diào)試到操作階段。 無論是在何種操作狀態(tài)下，如果執(zhí)行SHUT DOWN命令，將完全關(guān)閉數(shù)據(jù)庫。當關(guān)閉數(shù)據(jù)庫時，只能從當前運行狀態(tài)轉(zhuǎn)到完全關(guān)閉狀態(tài)，數(shù)據(jù)庫不能從打開狀態(tài)轉(zhuǎn)到安裝狀態(tài)。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例創(chuàng)建,沒有安裝數(shù)據(jù)庫的實例稱為空閑的它使用內(nèi)存，但不做任何工作。一個實例只能唯一地與一個數(shù)據(jù)庫連接，而且對一個數(shù)據(jù)庫也只分配一個實例

43、(使用并行服務器除外)。 啟動數(shù)據(jù)庫命令： STARTUP FORCERESTRICTPFILE=filename OPEN RECOVER|MOUNT|NOMOUNT； FORCE 強制關(guān)閉數(shù)據(jù)庫，然后正常啟動， RESTRICT 啟動數(shù)據(jù)庫，只允許具有特權(quán)的用戶訪問， RECOVER 啟動數(shù)據(jù)庫同時開始介質(zhì)恢復， PFILE 說明啟動實例使用的參數(shù)文件及其位置。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例創(chuàng)建,關(guān)閉數(shù)據(jù)庫過程與啟動相反，關(guān)閉數(shù)據(jù)文件，關(guān)閉日志文件，關(guān)閉控制文件，關(guān)閉實例并釋放資源。關(guān)閉數(shù)據(jù)庫命令： SHUTDOWN

44、 NORMAL|TRANSACTIONAL|IMMEDIATE|ABORT；,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.2 ORACLE數(shù)據(jù)庫實例創(chuàng)建,關(guān)閉數(shù)據(jù)庫的方式中可以看出， 對于NORMAL、 IMMEDIATE、 TRANSACTIONAL的關(guān)閉數(shù)據(jù)庫方式，下次啟動數(shù)據(jù)庫時不需做例程恢復; 對于ABORT的關(guān)閉方式，下次啟動要做例程恢復。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)控實例,一般情況下，系統(tǒng)全局區(qū)和后臺進程在沒有DBA干預的情況下運行。然而，有時可能會發(fā)生問題，這時DBA必須能診

45、斷和修復發(fā)生的問題，即DBA應當能夠有效地監(jiān)控和管理實例。以下介紹的三種方法可以監(jiān)控和追蹤實例及其相關(guān)的結(jié)構(gòu)。 使用診斷追蹤文件管理實例 通過操作系統(tǒng)追蹤管理實例 使用V$表監(jiān)控實例結(jié)構(gòu),北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)控實例,使用診斷追蹤文件管理實例 診斷追蹤文件中包含有實例運行過程中的事件發(fā)生信息，充分利用它可以發(fā)現(xiàn)和解決許多問題。診斷追蹤文件有三類：警告文件(alertSID.log)、后臺進程跟蹤文件、用戶跟蹤文件。 查找關(guān)于實例的問題最好的地方是在進程自己的追蹤文件中。根據(jù)特定的進程和所遇到的錯誤，這些追蹤文件被寫在

46、由參數(shù)USER_DUMP_DEST或者BACKGROUND_DUMP_DEST所指定的位置。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)控實例,使用診斷追蹤文件管理實例 后臺進程失敗經(jīng)常在數(shù)據(jù)庫的alert.log文件中寫入一項，或者寫到它們各自的追蹤文件，當一個后臺進程被終止或者非正常中斷一個操作時，通常產(chǎn)生一個追蹤文件，包含導致失敗的錯誤信息、當前進程堆棧的轉(zhuǎn)儲、當前執(zhí)行的游標和與問題有關(guān)的其他信息。 DBA應當收集這些追蹤文件，將它們提供給Oracle全球范圍客戶支持顧問，他們會幫助你診斷問題。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 20

47、03.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)控實例,通過操作系統(tǒng)追蹤管理實例 后臺進程也能通過使用操作系統(tǒng)命令進行追蹤。在UNIX環(huán)境中，每一個后臺進程是一個分立的任務，可以分立追蹤。通過查看操作系統(tǒng)進程的內(nèi)存和CPU的使用（通過使用sar、ps、vmstat和top等工具）指明性能問題和失控的查詢。有時解決掛起、中斷服務器進程或用戶進程的唯一方法是在操作系統(tǒng)級中斷它們。但只能對有十足經(jīng)驗的用戶使用。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)控實例,通過操作系統(tǒng)追蹤管理實例 在NT服務器環(huán)境中，全部的Oracle

48、實例在NT操作系統(tǒng)作為一個稱為服務的后臺進程實現(xiàn)。各個后臺進程作為屬于這個服務的線程實現(xiàn)。使用與NT OS的Performance Monitor工具進行監(jiān)控，它監(jiān)控許多事情，包括屬于這個服務的線程的內(nèi)存的消耗和環(huán)境的切換。詳細情況可查看有關(guān)使用手冊。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)控實例,使用V$表監(jiān)控實例結(jié)構(gòu) DBA可以使用許多動態(tài)性能視圖顯示實例的信息。這些視圖對發(fā)現(xiàn)當前數(shù)據(jù)庫實例的狀態(tài)和與實例相關(guān)的故障問題有很大的價值。 1.監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的連接 所有連接到實例的用戶和后臺進程都能夠使用V$視圖被監(jiān)控。,北京郵電大學軟件學院 郭文明 2003.06,數(shù)據(jù)庫設計與開發(fā)講義,4.2.3 ORACLE數(shù)據(jù)庫監(jiān)控實例,1.監(jiān)控數(shù)據(jù)庫的連接 V$process視圖顯示所有連接到數(shù)據(jù)庫的進程的信息，包括后臺進程和用戶進程； V