Oracle体系结构理论

问题：

　　1：通常说Oracle数据库是什么？

　　2：如何理解Oracle实例？

　　3：Oracle实例由哪些部分组成，它们之间的作用是什么？

　　4：如何理解Oracle的物理结构？

　　5：Oracle的物理结构由哪些部分组成，它们之间的作用是什么？

　　6：如何理解Oracle的逻辑结构？

　　7：Oracle的逻辑结构由哪些部分组成，它们之间的作用是什么？

一：Oracle数据库服务器

　　我们说的Oracle数据库是指Oracle数据库服务器（Oracle sever）是由Oracle实例（Oracle Instance） 和Oracle数据库（Oracle database）组成的。

　　Oracle实例：用于与数据库进行交互的一片内存区域和后台进程的集合，实例启动的时候，系统先在服务器内存中分配系统全局区（System Global Area SGA）,构成Oracle内存结构，然后启动必须的常驻内存的操作系统进程，组成Oracle的进程结构，内存结构和进程结构构成Oracle实例。

　　oracle数据库：物理文件的集合，包括数据文件，重做日志文件，控制文件，参数文件，密码文件，归档日志文件，备份文件，告警文件，跟踪文件等。其中数据文件，控制文件，重做日志文件和参数文件是必须的。其它文件可选。

一个实例只能对应/操作一个数据库，一个数据库可以由一个或多个实例操作。（比如RAC集群架构）

二：Oracle实例

　　下图为Oracle实例结构图

　　

　　Oracle实例就是用于数据库进行交互的一片内存区域和后台进程的集合，一个单独的数据库可以被多个实例访问，Oracle早期的并行服务器OPS演变到　现在普遍使用的RAC集群架构。

　　实例启动的时候，先在服务器内存中分配系统全局区(SGA)，构成Oracle内存结构，然后启动必须的常驻内存的操作系统进程，组成Oracle的进程结构，内存结构和进程结构一起组成Oracle实例。实例在操作系统中用ORACLE_SID来标识，在Oracle中用参数实例名（Instance Name）来标识，这两个值是相同的，区别就是一个在操作系统中，一个在Oracle中。

1：系统全局区（System Global Area  SGA）

　　系统全局区是系统分配的共享的内存结构，当数据库实例启动时，SGA的内存被自动分配；当数据库实例关闭时，SGA内存被回收；SGA可以包含一个数据库实例的数据和控制信息。当多个用户连接到同一个数据库实例时，在实例的SGA中，数据可以被多个用户共享。SGA是占用内存最大的一个区域，同时也是影响数据库性能的重要因素。

　　SGA主要包括：

　　

1）、共享缓冲区（Shared Pool）

共享池（Shared Pool）就是我们常说的SQL共享池，它还包括库缓冲区（Library  Cache）和数据字典缓冲区（Data Dictionary Cache）；共享缓冲区大小由参数SHARED_POOL_SIZE设定。

a)、库缓冲区：存储对数据库进行操作的语句信息，包括执行计划及运行数据库的SQL语句的语法分析树，所有用户在第二次运行相同的SQL语句时，可以利用SQL共享池中可用的语法分析信息来加快执行速度；库缓冲区通过最近最少使用(LRU，LeastRecentlyUsed)算法来管理可用空间，当SQL共享池填满时，将从库缓存区中删掉最近最少使用的执行路径和语法分析树，以便为新的条目腾出空间；如果SQL共享池太小，语句将被连续不断地再装入到库缓存区，从而影响操作性能。

b)、数据字典缓冲区（Database Buffer Cache）：数据库对象的信息存储在数据字典表中，这些信息包括用户帐号数据、权限、数据文件名、段名、表结构及表说明等，当数据库需要这些信息(如用户对表是否有读写权限)时，将读取数据字典表且将返回的数据存储在字典缓存区中。数据字典缓冲区使用最近最少使用(LRU，LeastRecentlyUsed)算法来管理，数据字典缓存区的大小由数据库内部管理，如果字典缓存区太小，数据库需要反复查询数据字典表以获取访问数据库所需的信息，这些查询由循环调用(recuesivecall)事件完成。

2）、数据库缓冲区（Database Buffer Cache）

数据库缓冲区由DB_CACHE_SIZE参数设定，Oracle使用最近最少使用(LRU，LeastRecentlyUsed)算法来管理数据库缓冲区可用空间；当存储区需要空闲空间时，最近最少使用块将被移出，新数据块将在存储区代替它的位置，通过这种方法，将最频繁使用的数据保存在存储区中；如果SGA的大小不足以容纳所有最常使用的数据，那么，不同的对象将争用数据库缓存区中的空间；当多个应用程序共享同一个SGA时，很有可能发生这种情况。此时，每个应用的最近使用段都将与其他应用的最近使用段争夺SGA中的空间，这样，数据库缓冲区的数据请求将出现较低的命中率，导致系统性能下降。

3）、重做日志缓冲区（Redo Log Buffer Cache）
     Redo log包含所有的数据库变化历史，数据库的所有操作变化，均按照写入重做日志缓冲区先于数据块缓冲区、写入重做日志文件先于写入数据文件；当发生提交动作时，将重做日志缓冲区变化刷到重做日志文件。在被写入联机重做日志文件之前，事务首先被记录在称作重做日志缓冲区(Redo Log Buffer)的SGA中,数据库可以周期地分批向联机重做日志文件中写重做项的内容，从而优化这个操作。重做日志缓冲区的大小(以字节为单位)由LOG_BUFFER参数决定。

4）、大池（Large Pool）

大池属于一个可选内存区，如果数据库使用线程服务器选项或频繁执行备份、恢复操作，只要创建一个大池，就可以更有效地管理这些操作。大池将致力于支持大型SQL命令，利用大池，就可以防止这些大型SQL命令争用SQL共享池，从而减少再装入到库缓存区中的语句数量。大池的大小(以字节为单位)由LARGE_POOL_SIZE参数设置，可以使用LARGE_POOL_MIN_ALLOC参数设置大池的最小分配，可以使用SHARED_POOL_RESERVED_SIZE参数为SQL大型语句保留一部分SQL共享池。

5）、Java池（Java Pool）
      Java池为Java命令提供语法分析，Java池的大小(以字节为单位)由JAVA_POOL_SIZE参数设置，缺省值为10MB。

6）、多缓冲池
     可以在SGA中创建多个缓冲池，能够用多个缓冲池把大数据集与其他的应用程序分开，以减少数据库缓存区内相同资源争用；对于创建的每一个缓冲池，都要设定LRU锁存器的大小和数量，缓冲区的数量必须至少比LRU锁存器的数量多50倍。创建缓冲池时，需要设定保存区(KeepArea)的大小和再循环区(RecycleArea)的大小，与SQL共享池的保留区一样，保存区保持条目，而再循环区则被频繁地再循环使用。使用BUFFER_POOL_KEEP参数规定来保存区的大小。

2： 后台进程（Background Process）

　　数据库实例由内存结构和后台进程，应用与数据库的所有操作和交互都由数据库实例中完成，SGA可以理解为交互平台，后台进程可以理解为SGA与数据库交互的桥梁。PMON.SMON.DBWRn.LGWRn.CKPT进程为必须的后台进程，ARCHn.LCKn等为可选的后台进程。