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1、Oracle 体系架构,Oracle数据库结构是Oracle数据库系统的主要部分，它是一些可以看得见的软件，包括：Oracle 数据字典、表空间与数据文件、Oracle实例(Instance)。,Oracle 体系架构图（图1）,图2-1 Oracle 9i体系结构图,Oracle 体系架构图（图2）,数据文件（Data File）,是物理存储ORACLE数据库数据的文件。用户数据：存放应用系统的数据为用户数据。系统数据:管理用户数据和数据库系统本身的数据，如数据字典，用户建立的表的名字，类型等都记录在系统数据中。,数据文件（Data File）,其特点如下：每一个数据文件只与一个数据库相联系
2、。数据文件一旦被建立则不能修改其大小。一个表空间可包含一个或多个数据文件。,日志文件（Log File）,重做日志是Oracle的日记帐，负责记录所有用户对象或系统变更的信息；记录所有对数据库数据的修改，以备恢复数据时使用。其特点如下：每一个数据库至少包含两个日志文件组。日志文件组以循环方式进行写操作。每一个日志文件成员对应一个物理文件。,日志文件写操作图示,Group 1,Group 2,Member 2.1,Member 1.1,ORACLE的体系结构 物理结构,是为防止日志文件的丢失，在不同磁盘上同时维护两个或多个联机日志文件的副本。其特点如下：每个日志文件组至少包含两个日志文件成员。每
3、组的成员数目相同。同组的所有成员同时被修改。同组的成员大小相同，不同组的成员大小可不同。,镜像日志文件,镜像日志文件图示,Group 1,Group 2,Disk 1,Disk 2,镜像日志文件,是一个较小的二进制文件，用于描述数据库结构。,描述信息如下：数据库建立的日期。数据库名。数据库中所有数据文件和日志文件的文件名及路径。恢复数据库时所需的同步信息。,要点注意：在打开和存取数据库时都要访问该文件。镜像控制文件。记录控制文件名及路径的参数为：CONTROL_FILES,控制文件（Control File）,是一个文本文件，可直接使用操作系统下的文本编辑器对其内容进行修改。该文件只在建立数据
4、库或启动实例时才被访问，在修改该文件之前必须关闭实例。在oracle8i之前初始参数文件：init.ora生成参数文件：initSID.ora在oracle 9i之后,不允许对参数文件进行编辑,但是,可以通过命令行的方式进行修改.所使用的参数文件为:spfileSID.ora,参数文件（Parameter File）,参数文件（Parameter File）,ORACLE8 之后，多数参数已不在该文件中出现，需修改这些参数时只能在SQL下用 SET SESSION 或 SET SYSTEM 来进行。查看系统参数可用下面的命令：SQLselect*from v$parameter;参数文件的作用
5、：确定存储结构的大小。设置数据库的全部缺省值。设置数据库的范围。设置数据库的各种物理属性。优化数据库性能。,2.7 Oracle内存结构,前面提到过Oracle的数据库实例是一组后台进程和内存结构组成。而内存结构是包括：系统全局区（System Global Area）程序全局区（Program Global Area）,Oracle 内存结构,实例（INSTANCE）是存取和控制数据库的软件机制，它由系统全局区（System Global Area，简称SGA）和后台进程组成。,ORACLE的体系结构 系统全局区,SGA是ORACLE系统为实例分配的一组共享缓冲存储区，用于存放数据库数据和控
6、制信息，以实现对数据库数据的管理和操作。,ORACLE的体系结构 系统全局区,共享池（Shared Pool）由共享SQL区和数据字典区组成。参数SHARED_POOL_SIZE 确定共享池的大小。,共享SQL区包括 SQL或PL/SQL语句的文本 SQL或PL/SQL语句的语法分析形式 SQL或PL/SQL语句的执行方案,数据字典区用于存放数据字典信息行。,ORACLE的体系结构 系统全局区,2.7.1.1 数据高速缓冲区（Data Buffer Cache）,在数据高速缓冲区中存放着ORACLE系统最近使用过的数据块（即用户的高速缓冲区），当把数据写入数据库时，它以数据块为单位进行读写，当
7、数据高速缓冲区填满时，则系统自动去掉一些不常被用访问的数据。如果用户要查的数据不在数据高速缓冲区时，ORACLE自动从磁盘中去读取。ORACLE8i以后将缓冲池分为三个区（使用多个缓冲池特性时）：KEEP 缓冲池（KEEP buffer pool）：在内存中保留数据块，它们不会被从内存中挤掉；RECYCLE缓冲池从不需要的内存将数据移掉；DEFAULT缓冲池包含有被分配的块。,数据缓冲存储区（Database Buffer Cache）用于存储从数据文件中读的数据的备份。,数据缓冲区,DB_BLOCK_SIZE 确定数据块的大小，一般为2K或4K，对于大数据块的数据库，此参数值为物理块的倍数。
8、DB_BLOCK_BUFFERS 确定数据块的数目。,数据缓冲存储区（Database Buffer Cache）,以记录项的形式备份数据库缓冲区中被修改的缓冲块，这些记录将被写到日志文件中。LOG_BUFFER 确定日志缓冲区的大小。,日志缓冲存储区（Log Buffer）,用 户 进 程 服务器进程 后 台 进 程,进 程,ORACLE实例分为单进程实例和多进程实例两种。SINGLE_PROCESS 单进程/多进程实例的转换。,ORACLE的体系结构 进 程,单进程/单用户 一个进程执行全部ORACLE代码。,ORACLE的体系结构 进 程,多进程/多用户 使用多个进程执行ORACLE的不
9、同代码，对于每一个连接的用户都有一个进程。,ORACLE的体系结构 进 程,专用服务器方式 为每个用户单独开设一个服务器进程。适用于实时系统。不设置参数：MTS_SERVICEMTS_DISPATCHERSMTS_SERVERSMTS_LISTERNET_ADDRESS,ORACLE的体系结构 进 程,多线索服务器方式 通过调度器为每个用户进程分配服务器进程。设置参数：MTS_SERVICEMTS_DISPATCHERSMTS_SERVERSMTS_LISTERNET_ADDRESS,ORACLE的体系结构 进 程,参数的涵义,MTS_SERVICE：服务器名，缺省值为DB_NAME MTS_
10、DISPATCHERS：调度器个数 MTS_SERVERS：可以启动的服务器进程的个数 MTS_LISTERNET_ADDRESS：SQL*NET监听器地址 MTS_MAX_SERVERS：服务器进程的最大数,ORACLE的体系结构 进 程,用户进程 当用户运行一个应用程序时，就建立一个用户进程。,ORACLE的体系结构 用户进程,服务器进程 处理用户进程的请求。处理过程 分析SQL命令并生成执行方案。从数据缓冲存储区中读取数据。将执行结果返回给用户。,ORACLE的体系结构 服务器进程,后台进程 为所有数据库用户异步完成各种任务。,ORACLE的体系结构 后台进程,DBWR（Data Bas
11、e Writer）将数据缓冲区中所有修改过的缓冲块数据写到数据文件中，并使用LRU算法来保持缓冲区中的数据块为最近经常使用的，以减少I/O次数。该进程在启动实例时自动启动。,ORACLE的体系结构 后台进程,DBWR进行写操作的情况：脏列表达到最低限制。相当于参数DB_BLOCK_WRITE_BATCH值的一半。一个进程在LRU列表中扫描指定数目的缓冲块，未找到空闲缓冲块。参数DB_BLOCK_MAX_SCAN_CNT确定扫描数目。,ORACLE的体系结构 后台进程,ORACLE的体系结构 后台进程,DBWR进行写操作的情况：出现超时 3秒钟内该进程未活动，则该进程将在LRU列表中查找尚未查找
12、的缓冲块，这组缓冲块的数目相当于参数DB_BLOCK_WRITE_BATCH值的2倍。出现检查点。,LGWR（Log Writer）将日志缓冲区中的所有记录项写到日志文件中。该进程在启动实例时自动启动。,ORACLE的体系结构 后台进程,LGWR进行写操作的情况：用户进程提交一个事务（Commit）日志缓冲区达到1/3范围 DBWR对一个检查点需要清除缓冲块 出现超时（3秒钟内未活动，则进行一次写操作。）,ORACLE的体系结构 后台进程,检查点（Checkpoint）：在检查点出现期间，DBWR进程将数据缓冲区中的所有脏缓冲块写到数据文件中，LGWR进程将日志缓冲区中的所有记录项写到日志文件
13、中，以确保上一个检查点至今修改过的所有数据块都被写到磁盘上。,ORACLE的体系结构 后台进程,检查点：预定数目的记录项被填满。参数LOG_CHECKPOINT_INTERVAL确定了预定数目。设置指定的秒数。参数LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT确定了间隔秒数。每个日志开关处 关闭实例时,DBA手动操作。表空间离线。,ORACLE的体系结构 后台进程,CKPT(Checkpointer)在控制文件中记录检查点。参数CHECKPOINT_PROCESS 确定了检查点的启动/不启动状态。若CKPT进程不启动，则该进程的工作将由LGWR进程代劳。（如果数据库的数据文件过多，这样操作会降低
14、系统性能。）,ORACLE的体系结构 后台进程,ARCH(Archiver)在日志文件组出现切换时，将旧日志文件的内容拷贝到脱机存储介质上，出现介质失败时用于恢复数据。LOG_ARCHIVE_START 确定了该进程的启动/不启动状态。,ORACLE的体系结构 后台进程,ARCH(Archiver)LOG_ARCHIVE_DEST 当数据库在归档模式下操作时，该参数确定了日志文件的归档目标。LOG_ARCHIVE_FORMAT 当数据库在归档模式下操作时，该参数确定了归档日志文件的缺省文件名格式。,ORACLE的体系结构 后台进程,SMON（System Monitor）负责完成自动实例恢复。
15、该进程在启动实例时自动启动。PMON（Process Monitor）撤消异常中断的用户进程，并释放该进程已获得的系统资源或锁。,ORACLE的体系结构 后台进程,RECO（Recover）在分布式操作的情况下，恢复一个事务的失败。LCKn（Lock）在并行服务器系统间加锁，最多可加10个锁，分别为LCK0，LCK1，LCK9。,ORACLE的体系结构 后台进程,处理SQL语句的三个阶段 语法分析 执行 返回指令,ORACLE的体系结构 示 例,SELECT操作,SQL SELECT sal FROM emp WHERE job=CLERK;,ORACLE的体系结构 示 例,UPDATE操作 为了支持读一致性，恢复和回滚，所有修改操作需要回滚段。修改操作执行：,将数据块送到数据缓冲区 将回滚块送到数据缓冲区 在修改行上设置行锁 保存回滚数据到回滚段块 将修改写到数据块,ORACLE的体系结构 示 例,UPDATE操作,SQL SELECT sal FROM emp WHERE job=CLERK;,SQL UPDATE emp SET sal=sal*1.1 WHERE job=CLERK;,ORACLE的体系结构 示 例,
