Oracle数据库体系结构-Shared Pool

Oracle数据库简单介绍

　　对象关系型数据库

　　重点：一致性+性能

　　　　　 一致性优于性能

　　处理模型：C/S模型

　　　　　　　 Client：用户和用户进程

　　　　            Server：服务器进程，实例，数据库本身

　　概念：实例 instance 后台进程+共享内存 用于管理和控制数据库

　　          数据库 database 物理文件的集合，为实例提供数据，（三类文件）数据文件，控制文件，日志文件，参数文件等

数据库服务器 database server 软件+实例+数据库

　　Oracle软件+Oracle数据库

　　　　   软件放在服务器本地，数据库存放在存储上

实例

　　Oracle数据库启动后首先在内存中划分一片空间，并启动一些进程，而内存和进程统称为Oracle数据库实例，数据库关闭后，实力也就会被关闭。

　　一个数据库可以对应多个实例，但一般都是双数的，1:2/1:4等等，用户可以通过连接到实例去访问数据库，可以实现负载均衡，提高并发等，而这种结构叫做Oracle的RAC技术

连接：从客户端到oracle实例的一条物理路径（网络连接、IPC机制连接）

会话：会话是一个逻辑实体，存在于实例中

进程：指定一个实例在操作系统级别能同时运行的进程数，包括后台进程和服务器进程（前台进程），一个前台进程可能同时对应多个会话，因此通常sessions的值大于processes的值。

数据库用户

　　sys：超级用户，最高权限，用于维护系统信息和管理实例

　　　　只能以SYSDBA或SYSOPER角色登录

　　system：oracle默认管理员，拥有DBA权限，用来管理Oracle数据库的用户，权限和存储等

　　scott：oracle普通示例用户

灵活体系结构（OFA）

　　组织大量软件

　　简化常规管理任务

　　在多个Oracle数据库之间实现轻松切换

　　相应地管理数据库扩展

　　帮助消除空闲空间碎片

三类文件

（1）控制文件 .ctl

整个数据库的物理结构信息，其中包括数据库文件的数量、文件存放的位置、重做日志文件的数量和位置等

数据库当前运行的状态信息

（2）数据文件 .dbf

数据库实实在在的所有数据（表信息），控制文件比较小，数据文件比较大

（3）重做日志文件 .log

对数据库文件的所有操作（修改）/每一个数据块的修改信息/数据的变化过程

三、Oracle实例

数据库启动后，就会生成一个实例（内存+进程=Oracle实例）

用户一般通过oracle实例来访问数据库

四、Oracle实例与数据库比例：1:1 1:n ，一般都是成双数的1:2/1:4/1:6/1:8……

五、RAC技术：负载均衡

当有100个用户连接数据库的时候，其中50个用户连接一个实例，50个用户连接另一个实例。

六、体系结构

1. 内存结构

　　　　　　内存结构包括：SGA和PGA（共享和进程）

　　　　　　SGA：系统全局区System Global Area/Shared Global Area

　　　　由所有服务器进程（前台进程）和后台进程共享

　　　　　　SGA包括六大pool（池）

　　　　　　　　（1）      Shared Pool  共享池

　　　　　　　　（2）      Database Bufffer cache 数据库缓冲区 高速缓存

　　　　　　　　（3）      Redulog Buffer        重做日志缓冲区

　　　　　　　　（4）      Streams池

　　　　　　　　（5）      大型池（Large Pool）

　　　　　　　　（6）      Java Pool

　　　　　　PGA：程序全局区 Program Global Area

　　　　　　　　 进程有自己的进程空间，进程空间来自于PGA，进程的公有信息存放在SGA上，私有信息放在PGA上。

　　　　　　数据库启动后会有很多进程，有两大类：前台进程（服务器进程）和后台进程

　　　　用户访问数据库（如图）

　　　　　　当用户访问数据时，首先会从连接池里随机选择一条连接，然后应用服务器会产生一个SQL访问语句，通过选择的随机连接传送给数据库。

　　　　　　当数据库接到访问的SQL语句后，将访问的数据通过连接返回给应用服务器，然后服务器通过wed界面呈现给客户端。

　　　　（1）      用户访问应用服务器

　　　　（2）      服务器生成连接池，随机选择连接

　　　　　　　　大量的SQL语句会通过连接池进入数据库

　　　　　　　　数据库解析执行SQL语句获取数据返回给客户

　　2.进程结构

　　　　a)       用户进程 在数据库用户请求连接到Oracle服务器时启动

　　　　b)       服务进程 可以连接到Oracle实例，他在用户建立会话时会启动

　　　　c)        后台进程 在启动Oracle实例时启动

　　　　什么是服务器进程？前台进程----服务器进程

　　　　　　例子：ps -ef | grep ora ----查看oracle相关进程

　　　　  Oracle jiagulun（DESCRIPTION=(LOCAL=YES)）(ADDPRESS=(PROTOCOL=beq))

Oracle实例管理

　　　　五大进程：（1）check point

　　　　（2）SMON (System Monitor)

　　　　 (3) PMON (Process Monitor)

　　　　  (4)数据库写进程

　　　　（5）日志写进程

　　　　实例管理如下图所示

　　SQL语句执行过程

　　　　（1）      客户端输入SQL语句

　　　　（2）      SQL语句有server process通过网络送达数据库实例

　　　　（3）      Server Process接受SQL语句，首先将SQL有进步进行解析，生成执行计划，然后执行这个执行计划

　　　　　　List---可以查看执行过的sql语句

　　　　Server Process 首先会判断SQL的语法问题，之后会检验所要访问的表对应的权限问题，权限问题包括输入的sql语句的用户对sql语句中涉及的表和视图有没有权限，除此之外，还要检查是否存在这个表或者视图，还会判断sql语句应该如何执行。

　　　　一条SQL语句是有多种执行方案的，Server Process需要从多种执行方案中选择一个最优的执行方案，而执行计划在整个过程中，需要访问很多对象（数据）。

　　SQL语句执行：1.解析：需要消耗很多资源，CPU资源、IO资源、内存资源等，最主要消耗的是CPU资源。如果两个用户执行相同的语句操作，如果A用户执行完成后生成缓存，当B用户也执行时就可以直接读缓冲区。

　　而缓存的数据存放在-----Shared Pool中

所以，Server Process拿到SQL语句时，首先会到SharedPool进行查询，看是否有该语句的缓存。如果Server Pool缓存的话，Server Process会找到相同的SQL语句以及相对应的执行计划再执行。

Server Process：先找，再解析。

Shared Pool作用：缓存SQL语句以及SQL语句对应的执行计划

　　　　 shared pool的访问和修改工作都是Server Process进行的

　　　　SQL语句执行后需要取数据，表数据在dbf文件中

　　　　Server Process根据执行计划去执行，执行计划从dbf中取数据然后返回给用户