Oracle 數據庫 體系結構 （二）：服務器結構

目錄

• 前言
• Oracle 內存結構
• Oracle 進程結構
• 文章總結

前言

• 上一篇文章體現了 Oracle 數據庫的一些基本結構和存儲結構，這篇文章將會講到Oracle的服務器結構，實際上就是主要講實例的結構。需要把這些底層的結構了解，在生產環境或是對Oracle才會有一些了解。
• Oracle服務器是由Oracle實例+Oracle數據庫組成。
• Oracle實例是有SGA+后臺進程組成。 每一個Oracle實例都有自己的SGA和獨立的Oracle進程集。

Oracle 內存結構

以上圖很好說明了內存的結構，下面將會詳細介紹內存結構。

內存結構是Oracle數據庫體系中最為重要的一部分，數據庫實例啟動時，Oracle數據庫會分配內存區并啟動后臺進程。
Oracle內存存儲的主要內容有：

• 程序代碼（PL/SQL、Java）；
• 關于已經鏈接的會話的信息，包括當前所有活動非活動的會話；
• 程序運行時必須的相關信息，如查詢計劃；
• Oracle 進程之間的通信和共享的信息，如：鎖。

Oracle內存結構包含：

1·系統全局區 （SGA）：Oracle啟動實例時分配系統全局區
2·程序全局去 （PGA）：當服務器啟動時分配程序全局區
3·用戶全局區 （UGA）：用戶全局區為用戶存儲會話狀態

系統全局區（SGA）

系統全局區 （SGA）：數據庫信息存儲于系統全局區，由多個數據庫共享。是占用服務器內存最大的一個區域，是影響數據庫最重要的一個指標，和后臺進程組成了Oracle實例。

系統全局區 （SGA）的組成：

* 共享池 （含：庫高速緩存、數據高速字典緩存）；
* 數據高速緩存；
* 重做日志緩沖區；
* Java池；
* 大緩沖區。

共享池：是對SQL、PLSQL程序進程語法分析、編譯、執行的內存區域。是由兩個關鍵內存結構組成，分別是：
1·庫高速緩存：存儲最近解析使用的 SQL和PL/SQL語句信息。Oracle 在執行用戶進程提交的各種SQL語句前要對進行解析（包括語法解析、對象確認、權限判斷、操作優化等）并生產執行計劃，占用一定的系統資源。
2·數據字典高速緩存：最近使用對象定義的集合，包括數據文件、表、索引、列、用戶、權限、和數據庫對象的信息。

數據高速緩存區：可以加快訪問速度，把一些經常用到的都放到緩存區，因為數據庫的目的除了安全還有就是訪問效率。服務器進程將讀入的數據保存在數據緩沖區中，當后續請求需要這些數據就在內存中找到，不需要從磁盤讀取。所有用戶共享。由三個池組成：1·默認池， 2·保持池(存放常用的數據) 3·回收池(存放不常使用的數據存)，通過LRU算法管理。
LRU算法管理：它的原理是把常用的數據保留在池中，不常用的數據就退回去。

重做日志緩沖區：錄所有的關于數據庫的變化，當執行DML，如:updata、delete、insert或create、alter、drop等語句時，Oracle都會為這些操作生產重做記錄，作用是：主要用于數據庫恢復、改變的數據都要依賴于redo日志條目。

大緩沖區：用于需要大內存操作提供相對獨立的內存空間，以便提高性能，大池是可選的內存結構，DBA可以決定是否需要在SGA中創建大池，比如：數據庫備份和恢復、大量排序的SQL語句、并行化的數據庫操作。

Java池：在安裝Java程序時必須設置Java池，編譯Java語言寫的指令。

SQL> show sga; ----------------（查看 系統全局區 SGA 大小）

Total System Global Area 1593835520 bytes
Fixed Size          8793256 bytes
Variable Size         905970520 bytes
Database Buffers      671088640 bytes
Redo Buffers            7983104 bytes

程序全局區(PGA)

當服務器啟動時分配的全局區，就是Oracle服務器啟動時需要占用的內存!

• 它包含單個服務器進程所需的數據和控制信息
• 是在用戶進程連接到數據庫并創建一個會話時自動分配的，保持每個與Oracle數據庫連接的用戶進程所需的信息
• PGA為非共享區，只能單個進程使用，當一個用戶會話結束，PGA釋放。

用戶全局區(UGA)

• 用戶進程存儲會話狀態，就是你用哪個用戶登陸，會存儲一些用戶的狀態!
• UGA可以作為PGA于SGA的一部分，具體位子取決于如何連接Oracle：若通過一個共享服務器連接，UGA包含在SGA中；若是通過一個專有服務器連接Oracle，UGA包含在專有服務器PGA中

Oracle 進程結構

Oracle 實例有以下幾種進程：

* 用戶進程
* 服務器進程
* 后臺進程

用戶進程

用戶進程是一個需要與Oracle服務器進行交互的程序。當用戶運行一個程序準備向數據庫服務器發送請求時，即創建了用戶進程！

服務器進程

服務器進程是用于處理連接該實例的用戶進程的請求。當用戶連接到Oracle實例創建會話時，創建的服務器進程！

后臺進程

• 后臺進程是Oracle數據庫為了保持系統最佳系統性能和協調多個用戶請求而設置的。Oracle實例啟動時則創建一系列的后臺進程！
• 后臺進程使數據庫的內存結構和數據庫物理結構之間協調工作。
  
• 后臺進程必須啟動的5個進程分別是：DBWR、LGWR、PMON、SMON、CKPT。

PMON 進程監控進程：

* 清理出現故障的進程；
* 釋放當前所有掛載的鎖定；
* 釋放故障進程使用的資源。

SMON 系統監控進程：

* 在實例失敗后，重新打開數據庫時自動恢復實例；
* 整理數據文件的自由空間，將相鄰空間結合起來；
* 釋放不再使用的臨時段。

DBWR 數據寫入進程：

* 管理數據緩沖區，將最近使用過的塊保留在內存中；
* 將修改后的緩沖區數據寫入數據文件中。

LGWR 日志寫入進程：

* 負責將日志緩沖區的日志數據寫入日志文件；
* 系統有多個日志文件，該進程以循環的方式將數據寫入文件。

CKPT 校驗進程：

* 從檢查點隊列上掃描臟數據塊，并將這些臟數據塊寫入數據文件中；
* 檢查點隊列上的buffer header 是按照數據塊第一次被臟的時間先后順序來排列的；
* 越早修改的數據塊的buffer header排在越前面；
* 同時如果一個數據塊被修改了多次的話，在該鏈表上也只出現一次。

總結

太多的理論，還需要用圖來理解記憶！所以總結就用一張圖來表示。