數(shù)據(jù)庫基本架構(gòu)課件

1、目標在完成本節(jié)課后，你應該能夠：描述Oracle服務器的體系結(jié)構(gòu)及其主要組件列出在用戶連接到Oracle實例涉及的結(jié)構(gòu)概述DatabaseInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolData dict.cacheLibrarycache PMON DBW0SMON LGWRCKPTOthersUserprocessServerprocessPGAControl filesData files Redo logfilesArchived log filesParameterfilePasswordfileOracle服務器一個Oracl

2、e服務器 以一個提供了一套開放的、完整的、綜合的信息管理方式的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 由一個Oracle實例和一個Oracle數(shù)據(jù)庫組成Oracle 實例Background processesMemory structures一個Oracle 實例：是訪問Oracle 數(shù)據(jù)庫的一種方法總是打開一個并且僅僅一個數(shù)據(jù)庫包括內(nèi)存和進程結(jié)構(gòu)V$bgprocessOracle數(shù)據(jù)庫PasswordfileParameterfileArchivedlog filesDatabaseData files Control filesRedo logfiles一個Oracle數(shù)據(jù)庫包括： 是作為一個單元的數(shù)據(jù)集合 有

3、三種文件類型物理結(jié)構(gòu)Oracle數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)是由為數(shù)據(jù)信息提供實際物理存儲的操作系統(tǒng)文件來決定的： 控制文件 數(shù)據(jù)文件 重做日志文件文件頭數(shù)據(jù)文件（包括數(shù)據(jù)字典）聯(lián)機重做日志文件控制文件內(nèi)存結(jié)構(gòu)Oracle的內(nèi)存結(jié)構(gòu)有兩個區(qū)域組成： 系統(tǒng)全局區(qū)（SGA）：在實例啟動的時候分配，是Oracle實例的基本結(jié)構(gòu) 程序全局區(qū)（PGA）：當服務器進程啟動的時候分配系統(tǒng)全局區(qū)（SGA） SGA有幾個內(nèi)存結(jié)構(gòu)組成： 在SGA中有兩個可選的內(nèi)存結(jié)構(gòu)： 共享池 數(shù)據(jù)庫高速緩存 重做日志緩存 其它結(jié)構(gòu)（例如鎖和閂鎖，數(shù)據(jù)狀態(tài)） 大池 JAVA池系統(tǒng)全局區(qū)（SGA） SGA是動態(tài)的，大小由SGA_MAX_SIZ

4、E指定 SGA內(nèi)存由SGA的組件以細粒為單位進行分配和跟蹤連續(xù)的內(nèi)存分配基于SGA_MAX_SIZE分配尺寸共享池Shared poolDatadictionarycacheLibrarycache共享池用來儲存最近執(zhí)行過的SQL語句和最近使用過的數(shù)據(jù)定義 它包含兩個關鍵的和性能有關的內(nèi)存結(jié)構(gòu) 庫緩存 數(shù)據(jù)字典緩存 大小由SHARED_POOL_ SIZE確定 ALTER SYSTEM SETSHARED_POOL_SIZE = 64M;庫緩存庫緩存儲存最近執(zhí)行過的SQL和PL/SQL語句信息。庫緩存： 允許共享常用的語句 由LRU算法管理 由兩個結(jié)構(gòu)組成 共享SQL區(qū) 共享PL/SQL區(qū) 通

5、過設置共享池來決定它的大小數(shù)據(jù)字典緩存數(shù)據(jù)字典緩存收集了最近使用過的數(shù)據(jù)庫中的定義。 它的信息包括數(shù)據(jù)庫文件、表、索引、列、用戶、權(quán)限和其它數(shù)據(jù)庫對象 在分析階段，服務進程查詢數(shù)據(jù)字典解析對象命名和驗證訪問的有效性 把數(shù)據(jù)字典信息緩存進內(nèi)存可以提高檢索的響應速度 通過設置共享池來決定它的大小數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)儲存了從數(shù)據(jù)文件中檢索到的數(shù)據(jù)塊的鏡像拷貝 這讓你在獲取和修改數(shù)據(jù)的時候大大地提高了性能 通過LRU算法管理 DB_BLOCK_SIZE決定了主塊大小Data buffercache數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū) 由獨立的子緩沖組成： DB_CACHE_SIZE DB_KEEP_CACHE

6、_SIZE DB_RECYCLE_CACHE_SIZE 數(shù)據(jù)庫高速緩沖可以用ALTER SYSTEM命令來動態(tài)設置大小尺寸 DB_CACHE_ADVICE可以設置來收集預設的不同緩沖的行為統(tǒng)計ALTER SYSTEM SET DB_CACHE_SIZE = 96M;重做日志緩沖區(qū)重做日志緩沖區(qū)記錄了數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)塊的所有改變 主要是為了恢復 修改記錄在這里叫重做條目 重做條目包含了重構(gòu)和重做修改信息Redo logbuffer 由LOG_BUFFER定義大小大池 它為共享池減輕負擔 這個內(nèi)存區(qū)域主要用于會話內(nèi)存（UGA），I/O子進程，備份和恢復操作 不像共享池，大池不使用LRU列表 由LARGE

7、_POOL_SIZE定義大小大池在SGA中是一個可選的內(nèi)存區(qū)域，只有在共享服務器環(huán)境才會配置ALTER SYSTEM SET LARGE_POOL_SIZE = 64M;JAVA池JAVA池為JAVA命令的解析要求服務 如果安裝了和使用JAVA的話就需要JAVA池 儲存的方式跟PL/SQL儲存在數(shù)據(jù)庫表中十分相似 由參數(shù)JAVA_POOL_SIZE指定大小程序全局區(qū) (PGA)PGA是為每個連接到Oracle數(shù)據(jù)庫的用戶進程所保留的內(nèi)存空間用戶進程服務器進程共享SQL區(qū)共享SQL區(qū)SGASGAPGA專有服務器進程共享服務器進程堆?？臻g堆?？臻g會話信息、游標信息、排序區(qū)游標信息、排序區(qū)會話信息進

8、程結(jié)構(gòu)一個Oracle進程是一個基于某種類型的程序，能夠收集信息、執(zhí)行一系列的步驟或完成一個特定的任務。Oracle得益于各種類型的進程： 用戶進程：在用戶請求連接到Oracle服務器的時候開始 服務器進程：當一個用戶建立一個會話的時候啟動并連接到數(shù)據(jù)庫實例 后臺進程：數(shù)據(jù)庫實例啟動的時候同時啟動用戶進程用戶進程是請求與Oracle服務器進程進行交互的程序 必須首先建立連接 并不是直接跟Oracle服務器交換信息服務器進程數(shù)據(jù)庫用戶建立連接建立會話服務器進程是直接與Oracle服務器進程進行交互的程序 它履行調(diào)用同時返回結(jié)果 可以為專有或者共享服務器后臺進程物理結(jié)構(gòu)和內(nèi)存結(jié)構(gòu)之間的關系由Ora

9、cle后臺進程來維護 強制性后臺進程 可選后臺進程DBWn PMON CKPTLGWR SMONRECOARCn LMON SnnnQMNnLMDnCJQ0 PnnnLCKn Dnnn數(shù)據(jù)庫寫 (DBW0)DatabaseControl filesData files Redo logfilesInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolDBWnDBWn寫的時機：臟緩沖區(qū)到達上限空閑緩沖區(qū)很少超時發(fā)生檢查點RAC的PING請求表空間脫機表空間只讀表被DROP或TRUNCATE表空間BEGIN BACKUP日志寫 (LGWR)Datab

10、aseInstanceLGWRSGARedo logbufferData buffercacheShared poolControl filesData files Redo logfilesLGWR 在下列情況下寫日志： 提交 重做日志緩沖區(qū)三分之 一滿 重做超過1 MB 在DBWn寫之前DBWnSMON: 系統(tǒng)監(jiān)測DatabaseInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolControl filesData files Redo logfilesSMON自動恢復實例前滾重做日志中的修改打開數(shù)據(jù)庫允許用戶訪問回滾未提交的事務合并空閑

11、空間釋放臨時段PMON: 進程監(jiān)測InstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolPMONPGA區(qū)在進程失敗后執(zhí)行清除工作： 回滾事務 釋放鎖 釋放其他資源 重啟死掉的調(diào)度器檢查點（CKPT）DatabaseControl filesData files Redo logfilesInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolDBWnLGWRCKPT負責： 在發(fā)生檢查點的時候發(fā)信號給DBWn 用檢查點信息更新數(shù)據(jù)文件頭 用檢查點信息更新控制文件歸檔 可選的后臺進程 如果設置了ARC

12、HIVELOG模式，自動歸檔聯(lián)機重做日志 保留對數(shù)據(jù)庫做出的所有修改DatabaseControl filesData files Archived logfilesRedo logfilesARCn邏輯結(jié)構(gòu)Oracle架構(gòu)的邏輯結(jié)構(gòu)描述了數(shù)據(jù)庫的物理空間是如何使用的。在這個結(jié)構(gòu)中存在一個這樣的層次，它包括表空間、段、片和塊TablespaceData fileSegmentSegmentExtentBlocks數(shù)據(jù)庫表空間及數(shù)據(jù)庫文件概述DatabaseControlfilesRedo logfilesData filesSYSTEM 和Non-SYSTEM 表空間 SYSTEM 表空間：

13、在數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建時創(chuàng)建 包含數(shù)據(jù)字典 包含SYSTEM 回滾段 Non-SYSTEM 表空間： 獨立的段 簡化空間管理 控制給用戶分配的空間創(chuàng)建表空間CREATE TABLESPACE userdataDATAFILE /u01/oradata/userdata01.dbf SIZE 100MAUTOEXTEND ON NEXT 5M MAXSIZE 200M;表空間中的空間管理 本地管理表空間： 空閑片記錄在位圖中 每一位對應一塊或者塊組 位值表示空閑或已使用 字典管理的表空間： 默認技術(shù) 空閑片記錄在數(shù)據(jù)字典中本地管理表空間CREATE TABLESPACE userdataDATAFILE

14、/u01/oradata/userdata01.dbf SIZE 500MEXTENT MANAGEMENT LOCAL UNIFORM SIZE 256K; 減少數(shù)據(jù)字典表的競爭 不會產(chǎn)生回滾字典管理表空間CREATE TABLESPACE userdataDATAFILE /u01/oradata/userdata01.dbf SIZE 500MEXTENT MANAGEMENT DICTIONARYDEFAULT STORAGE ( initial 1M NEXT 1M ); 片由數(shù)據(jù)字典管理 儲存在表空間的每一個段都會有不同的儲存子句改變儲存設置ALTER TABLESPACE use

15、rdata MINIMUM EXTENT 2M;ALTER TABLESPACE userdataDEFAULT STORAGE (INITIAL 2MNEXT 2MMAXEXTENTS 999 );回滾表空間 用來儲存回滾段 不能包含任何其他對象 是本地管理的 在CREATE TABLESPACE命令中只能使用DATAFILE和EXTENT MANAGMENT子句CREATE UNDO TABLESPACE undo1DATAFILE /u01/oradata/undo101.dbf SIZE 40M;臨時表空間CREATE TEMPORARY TABLESPACE tempTEMPFILE

16、 /u01/oradata/temp01.dbf SIZE 500MEXTENT MANAGEMENT LOCAL UNIFORM SIZE 10M; 用于排序操作 不能包含任何永久對象 推薦本地管理片缺省臨時表空間 允許你指定一個數(shù)據(jù)庫范圍的缺省臨時表空間 省去了使用SYSTEM表空間作為臨時數(shù)據(jù)的排序之用 可以使用CREATE DATABASE或者ALTER DATABASE命令創(chuàng)建 當使用CREATE DATABASE命令創(chuàng)建的時候，缺省臨時表空間是本地管理的缺省臨時表空間的限制 在新的缺省臨時表空間沒有確立的時候是不能刪除的。 不能設為脫機 不能把缺省臨時表空間改成永久表空間脫機狀態(tài)

17、脫機表空間無法用于數(shù)據(jù)訪問 某些表空間必須聯(lián)機： SYSTEM 包含活動回滾段的表空間 缺省臨時段 把表空間設置為脫機： 把表空間設置為聯(lián)機：ALTER TABLESPACE userdata OFFLINE;ALTER TABLESPACE userdata ONLINE;只讀表空間ALTER TABLESPACE userdata READ ONLY; 表空間只能進行讀操作 可以從表空間中刪除對象 要在可移動介質(zhì)驅(qū)動器上創(chuàng)建只讀表空間： ALTER TABLESPACEREAD ONLY; 把數(shù)據(jù)移動到WORM驅(qū)動器 ALTER TABLESPACE.RENAME DATAFILE.;刪除

18、表空間 從數(shù)據(jù)字典中刪除表空間 內(nèi)容從數(shù)據(jù)字典中移走 加上AND DATAFILES子句選項的話OS文件可以一起刪除：DROP TABLESPACE userdata INCLUDING CONTENTS AND DATAFILES;改變表空間的大小 添加數(shù)據(jù)文件 修改數(shù)據(jù)文件的大小 自動 手動Tablespace APP_DATA 100Mapp_data_02.dbfapp_data_01.dbf200Mapp_data_03.dbf 100M100M允許數(shù)據(jù)文件自動擴展ALTER DATABASE DATAFILE /u01/oradata/userdata02.dbf SIZE 200

19、M AUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE 500M;Tablespace APP_DATA100M100M200M200Mapp_data_01.dbfapp_data_02.dbfapp_data_03.dbfapp_data_04.dbf手動修改數(shù)據(jù)文件的大小ALTER DATABASEDATAFILE /u03/oradata/userdata02.dbfRESIZE 200M;Tablespace APP_DATA 100M100M100M200M200Mapp_data_01.dbfapp_data_02.dbfapp_data_03.dbfapp_data_04.dbf添加數(shù)據(jù)文件到表空間ALTER TABLESPACE app_data ADD DATAFILE /u01/oradata/userdata03.dbf SIZE 200M;Tablespace APP_DATA100M100M200Mapp_data_01.dbfapp_data_02.dbfapp_data_03.dbf移動數(shù)據(jù)文件：ALTER TABLESPACE 表空間必須脫機 目標數(shù)據(jù)文件必須存在ALTER TABLESPACE userdata RENAME DATAFILE /u01/oradata/userdata01.db