Oracle体系结构之Oracle10gR2体系结构-内存、进程

oracle体系结构图1

oracle体系结构图2

用户进程（访问oracle的客户端的总称）

工具的使用：sqlplus、pl/sql developer

如何访问数据库：

本机直接通过sock方式访问（ipc访问-udp协议）（sqlplus / as sysdba）。

通过tcp建立连接到oracle的服务器(sqlplus sys/oracle@orcl as sysdba)（sqlplus sys/oracle@ip:port@service_name as sysdba--本方式访问，要求必须在oracle数据库的服务器端的listener.ora文件配置被远程访问的方式）。

oracle的网络配置（listener.ora和tnsname.ora）。

用户进程与服务器进程之间交互方式：

  一条简单的select语句在oracle中的执行过程：

1、用户进程执行一个select语句如：select * from emp where empno=7839;

2、用户进程已经与服务器进程建立连接并把该用户进程信息缓存到PGA的UGA中。

3、select语句经过PGA处理后传递给instance。

4、instance的shared pool负责处理这条语句，软解析还是硬解析。查询语句中的对象储存在哪个tablespace的哪个datafile的哪个segment的哪个block中，通过数据字典缓存区得到这些信息。

5、开始执行select

6、判断在database buffer cache中是否缓存了需要的block。如果已经缓存过了，在内存中读取数据得到需要的结果返回给用户，用户看到执行的结果；如果需要的block没有被缓存，则服务器进程把block从磁盘读入到data buffer cache缓存起来，然后undo缓存块会对该快做镜像，然后读镜像中数据得到行的结果返回给用户，用户看到执行结果。

一条简单的update语句执行过程：

1、用户进程执行一个update语句如：update emp set sal=5000 where empno=7839;

2、用户进程已经与服务器进程建立连接并把该用户进程信息缓存到PGA的UGA中。

3、select语句经过PGA处理后传递给instance。

4、instance的shared pool负责处理这条语句，软解析还是硬解析。查询语句中的对象储存在哪个tablespace的哪个datafile的哪个segment的哪个block中，通过数据字典缓存区得到这些信息。

5、服务器进程将需要的block读入到data buffer cache中。

6、判断sql类型，select、insert、delete、update，这里是update操作。

7、修改data buffer cache中的块，把修改之后的镜像保存到undo当中作为新的镜像，当commit后，lgwr写块的更改过程，dbwr写数据到数据文件（undo和普通数据文件）。

服务器进程：与user process进行交互，回答user process进程的请求。

PGA（程序全局区）：server process进程拥有，是一个内存片段，私有内存区域，保护会话、排序、用户私有信息。

UGA（用户全局区）:属于pga的一块内存区域，保存了会话信息、排序信息、哈希信息。

pga作用：是oracle用户进程使用的一个区域，一个用户对应一个pga，主要用于用户运行程序时的使用变量空间。pga是在用户进程连接到oracle并创建一个会话时由oracle自动分配，会话结束，pga释放。pga存储绑定变量、排序区、游标处理的内容。sga存放了sql/pl sql的分析信息，但是用户要一句执行select、update语句的值不能被共享，这些不能被共享的信息就存储在pga中。9i后自动管理pga，pga_aggregate_target指定使用内存的上限，可以动态改动，只对专用服务器模式有效。取值范围：10m~（4096g-1）bytes。work_size_policy manual|auto参数用于打开或关闭pga自动管理功能，默认是auto。手工修改sort_area_size和hash_area_size也可控制pga使用率。10g后全自动管理，专用、共享服务器模式有效。

V$pgastat：pga统计信息；

V$pga_target_advice：预测信息，供修改pga大小使用。

后台进程：维护db server正常运行以及一些特定的功能所需要的进程。核心进程：smon、pmon、dbwr、lgwr、ckpt这些进程必须正常运行，否则数据库会出现问题。

查看进程：ps -ef|grep ora_

V$bgprocess

Smon：实例恢复、结合自由的空间、释放自由表空间。

Pmon：清楚失败的进程（回滚事物、释放锁、释放其他资源、重启死掉进程）、动态注册监听器。

Dbwr：将data buffer cache中的脏数据快写入到后台磁盘中。dbwr写之前会触发lgwr。

发起条件

发生检查点、脏缓存达到极限、没有自由的缓存、超市发生、rac ping请求、表空间离线、表空间只读、表被删除或者截断、开始备份表空间。

dbwr个数：

32bit：dbw0~dbw9，最多10个dbwr进程。

64bit：dbw0~dbw9/dbwa~dbwj最多可跑20个进程。

SQL> show parameter db_w

NAME      TYPE   VALUE

------------------------------------ ---------------------------------

db_writer_processes      integer 1   --该数据库最多跑1个dbwr进程

Lgwr：将redo buffer中的信息顺序循环写入log。log文件最好存储在高效率存储设备上，保证lgwr写的要快。

Lgwr写的条件：

commit的时候；达到三分之一满；志大小达到1m；每隔3秒；在dbwr写之前。

Lgwr进程个数：默认只有1个

Ckpt：保证数据库中数据文件、日志文件、控制文件3大要素同步的进程。

作用：触发dbwr写操作、更新数据文件头部、更新控制文件头部。

Scn：系统变更号，保证数据一致性。

Arcn：打开归档模式后自动启用。arcn个数有参数log_archive_max_processes决定，最多只能跑30个arcn进程。

SQL> show parameter log_archive_max_processes;

NAME      TYPE        VALUE

------------------------------------ ---------------------------------

log_archive_max_processes      integer        4

Pnnn：并行进程，用于并行查询或者并行dml操作。

Dnnn：调度器进程，用于共享模式连接用户需求调度。

Snnn：贡献服务器进程，用于共享模式连接用户需求操作。

Mman：内存管理进程，用于10g的内存自动管理。

Mmon：内存监视进程，用于10g性能优化中的统计信息自动收集。

Rec0：分布式恢复进程，用于回滚未完成的分布式事务。

Jnnn：任务执行进程，用于完成用户定制的自动执行任务。

Cjq0：任务调度进程，用于在用户规定的时间唤醒任务进程。

Database：

组成：data file、log file、control file、password file、parameter file、archivelog file、alert log

Server process：与user process进行交互，回答user process进程的请求。

PGA（程序全局区）：server process进程拥有，是一个内存片段，私有内存区域，保护会话、排序、用户私有信息。

UGA（用户全局区）:属于pga的一块内存区域，保存了会话信息、排序信息、哈希信息。

pga作用：是oracle用户进程使用的一个区域，一个用户对应一个pga，主要用于用户运行程序时的使用变量空间。pga是在用户进程连接到oracle并创建一个会话时由oracle自动分配，会话结束，pga释放。pga存储绑定变量、排序区、游标处理的内容。sga存放了sql/pl sql的分析信息，但是用户要一句执行select、update语句的值不能被共享，这些不能被共享的信息就存储在pga中。9i后自动管理pga，pga_aggregate_target指定使用内存的上限，可以动态改动，只对专用服务器模式有效。取值范围：10m~（4096g-1）bytes。work_size_policy manual|auto参数用于打开或关闭pga自动管理功能，默认是auto。手工修改sort_area_size和hash_area_size也可控制pga使用率。10g后全自动管理，专用、共享服务器模式有效。

V$pgastat：pga统计信息；

V$pga_target_advice：预测信息，供修改pga大小使用。

SGA:instance中的一部分即内存结构，sga的内存由instance的启动关闭自动操作。sga是可读可写的内存区域。

组件：shared pool、data buffer cache、log buffer cache、large pool、java pool、streams pool、other pool

固定区域：sga中的一部分内存、用于管理sga及后台进程。

SQL> show sga

Total System Global Area 3741306880 bytes

Fixed Size     2258800 bytes                --固定区域，不可共享

Variable Size  1811941520 bytes            --可变区域，用于共享

Database Buffers  1912602624 bytes            --data buffer cache

Redo Buffers    14503936 bytes            --log buffer cache

Sga管理：

8i：手工管理、各个组件单独管理，即静态管理。

9i：sga大小由初始化参数sga_max_size确定。各个组件需要单独修改大小，各个组件大小之和不能超过sga_max_size的值，即可以动态管理各个组件。

10g：sga大小既可以像9i一样动态管理，也可以试试sga的自动管理，只需要设置初始化参数sga_target，sga的各个组件就可以由数据库自动设置大小，设置来源于系统自动收集的统计信息。（可能出现sga抖动，解决办法可以像9i中一样给各个组件设置大小，该大小作为各个组件的初始值，可以减轻sga抖动）。

11g：memory_target自动管理pga和sga。

粒度：内存分配的最小单位。通过v$sgainfo视图可以查看粒度大小。

Sga大小设置公式：sga_max_size=（80%memory）*2/3

管理sga大小的初始化参数：sga_target>0  --sga自动管理，否则动态管理。

SQL> show parameter sga

NAME     TYPE   VALUE

------------------------------------ ---------------------------------

sga_max_size big integer 3584M

sga_target  big integer 3584M

Shared pool：

作用：缓存最近执行过得语句；

缓存最近使用的数据定义

组成：library cache

数据字典缓存区

大小：初始化参数shared_pool_size控制，10g及以后由sga_target自动指定管理。

Library cache：存储最近使用的sql和pl/sql语句信息。

贡献最长用的语句。

Lru算法管理。

包括两部分：贡献sql区

共享pl/sql区

大小由shared pool的大小决定。

字典缓存区：存储数据库中最近使用的定义

包括数据文件、表、索引等数据库对象信息

在分析阶段，服务器查找数据字典去验证对象的名字是否合法。

对于查询和dml语句，如果数据字典缓存在字典缓存区能够提高响应时间。

大小由shared pool大小决定。

Sql语句执行过程：

共享池设置大小原则：shared_pool_size设置一个初始大小，sga_target设置一个总大小。

Database buffer:   --逻辑读   物理读

存储从数据文件获得的数据块的数据镜像。

Lru算法进行管理。

当处理的数据在db buffer cache中时，可以直接从内存获取数据，大大提高系统效率。

初始化参数db_block_size决定了数据块的大小，这也是数据库i/o的最小单位。

Db buffer cache由多个自缓存区组成：

--default池  db_cache_size

--keep池     db_keep_cache_size

--recycle池  db_recycle_cache_size

只有default池可以被sga自动管理。

Dbwr将data buffer cache中的脏数据块写入磁盘。

Data buffer cache大小管理：设置db_cache_size大小同时设置sga_target的大小。

可以通过v$db_cache_advice视图大致判断需要为data buffer设置多大。

Log buffer：不能被sga自动管理，需要单独分配大小，大小一般1~5m足够用。

暂存数据库中所有数据块的变化描述。

内存管理方法是fifo。

重做日志提供数据恢复功能。

暂存重做日志的目的是为了提高语句的执行效率。

大小由log_buffer（1~2m）决定，但这个内存区不能动态调整大小。

Lgwr写log buffer里的数据到磁盘的日志文件。

Large pool：可选内存区域，支持动态管理。

贡献服务器用户全局区，并行进程，使用rman备份，大小由large_pool_size决定，可以动态改变大小。一般rman备份感到数据库性能受影响都是因为没有分配large pool的原因。large pool没有设置以上操作将使用shared pool作为默认内存区。大池大小12~64m差不多够用。10g中sga自动管理下最好给large pool设置一个初始大小。

Java pool：可选区域；用于java程序的解析与执行，大小由java_pool_size决定，支持动态修改；如果granule是4m，java pool默认大小是24m；如果granule是16m，java pool默认大小是32m；如果数据库在创建时设置了jvm，那么这个池必须设置。10g中最好设置初始大小。

Streams pool：处理与高级队列相关的操作，比如流复制技术。10g中最好设置初始大小。streams pool在10gr2开始才被sga自动管理。