Oracle的体系结构.ppt

2 Oracle的体系结构 学习目的 了解掌握组成Oracle系统的主要组成部分 这些组成部分之间的关系 以及这些部分的工作方式 掌握数据库和实例概念理解数据库物理结构理解数据库逻辑结构理解数据库内存结构了解数据库进程 Oracle服务器由Oracle实例和Oracle数据库组成 2 1数据库和实例 数据库和实例 数据库 Database 及实例 Instance 数据库 物理操作系统文件或磁盘 disk 的集合 实例 数据库启动时 系统首先在服务器内存中分配系统全局区 SGA 构成了Oracle的内存结构 然后启动若干个常驻内存的操作系统进程 即组成了Oracle的进程结构 内存区域和后台进程合称为一个Oracle实例 数据库和实例 实例和数据库之间的关系是 数据库可以由多个实例装载和打开 而实例可以在任何时间点装载和打开一个数据库 实际上 实例在其整个生存期中最多能装载和打开一个数据库 数据库 用户 实例 实例 实例 用户 2 2Oracle的物理结构 物理结构数据文件 日志文件 控制文件 参数文件 ora dbf ctl log 归档日志文件 控制文件 数据文件 重做日志文件 Oracle数据库 参数文件 口令文件 2 2 1数据文件 dbf 数据文件是用来存放用户数据的地方 这些数据文件对于用户数据的稳定性和完整性十分重要 如果失去了这些数据文件 用户就不会有数据了 当然也就不会有数据库了 每一个数据库至少有一个与之相关的数据文件 通常情况下 一个数据库有多个数据文件 把数据文件与控制台中的表空间名对照可以看出 默认情况下系统为每个表空间创建了一个数据文件 并且在文件名中加了01 随着表空间中数据的增加 当超出数据文件大小时 系统会自动增加数据文件 并按顺序编号 如02 数据文件包括 系统用户文件 SYSTEM01 DBF 用户数据文件 USERS01 DBF 临时数据文件 TEMP01 DBF 但不属于v datafile回滚数据文件 UNDOTBS01 DBF 索引数据文件 INDX01 DBF 2 2 2日志文件 log 日志文件对Oracle数据库至关重要 它是数据库的事务日志 重做日志文件仅用于恢复数据库 当实例或存储介质失败时 使用日志文件来维护数据库 事实上 在Oracle系统中执行的每一步步操作都生成了一定数量的重做日志 它们被写入到联机重做日志文件中 Oracle数据库要求每个数据库实例都至少有两个重做日志文件组 每一个重做日志文件组中至少有一个日志文件成员 每个日志文件成员对应于一个物理文件 日志文件组以循环的方式进行写操作 重做 联机 日志 归档 脱机 日志 归档日志文件 是处于非活动 INACTIVE 的状态的重做日志文件的备份 它对ORACLE数据库的备份和恢复起至关重要的作用 非归档模式 NOACRCHIVELOG 归档模式 ACRCHIVELOG 日志工作模式相关操作查看日志工作模式修改日志工作模式修改自动归档模式 2 2 3控制文件 ctl 控制文件 controlfiles 是一个较小的二进制文件 在Oracle服务器在启动期间用来标识物理文件和数据库物理结构 创建数据库时 创建控制文件 数据库的启动和正常运行都离不开控制文件 启动数据库时 Oracle从初始化参数文件中获得控制文件的名字及位置 打开控制文件 然后从控制文件中读取数据文件和联机日志文件的信息 最后打开数据库 数据库运行时 Oracle会修改控制文件 三个控制文件内容一样 镜像关系 控制文件包括 数据库建立的日期 数据库名 数据库中所有数据文件和日志文件的名字 位置恢复数据库时要用到的同步信息 starupmount打开控制文件alterdatabaseopen打开数据文件 与控制文件相关的视图 2 2 4参数文件 ora 参数文件包含了所有的数据库配置信息 包括数据库实例名称 SID 数据库主要文件的位置 实例所使用的主要内存区域的大小等 它非常重要 用于启动实例时配置数据库 参数文件 parameterfiles 只在建立数据库或启动实例时才被访问 在修改该文件之前必须关闭实例 在oracle9i之前 都是只有pfile一种参数文件 是文本格式的 在oracle9i之后 新增了服务器文件参数 既spfile 是二进制格式 初始参数文件的名称通常为init ora生成参数文件SPFILE ora showparameterspfile 查看参数文件格式spfile ora spfile ora init ora 启动实例时读取参数文件配置过程 物理结构 2 3Oracle的逻辑结构 db block size Oracle的逻辑结构 分配数据库块大小是在Oracle数据库创建时设置的 数据块是Oracle读写的基本单位 数据区是一组连续的数据块 oracle数据库中的数据逻辑存储在表空间中 物理存储在数据文件中 Oracle的逻辑结构 2 4Oracle的内存结构 Oracle有系统全局区 SystemGlobalArea SGA 和程序全局区 ProgramGlobalArea PGA 两种内存结构 2 4 1系统全局区 SGA SystemGlobalArea Oracle系统在实例启动时分配的一组共享缓冲存储区 被看成是Oracle数据库的一个大缓冲池 用于存放数据库数据和控制信息 以实现对数据库数据的管理和操作 这里的信息可以被所有的服务和后台进程共享 共享池 用于保存用户程序 数据库高速缓存 内存中用来频繁访问数据的区域 重做日志缓存 SGA中循环缓存区 记录数据库发生改变的信息 数据词典缓冲区 保存数据库对象信息 比如用户账号信息等 大池 可选 用于分配大量的内存 JAVA池 可选 为java命令提供语法分析 数据字典并没有与之对应的数据文件 它只是对一系列系统表及视图的统称 用来描述数据库中的数据信息 如数据库版本信息 系统的运行状况 数据文件信息 表的创建者信息 创建时间信息 所属表空间信息 用户访问权限信息等 2 4 2程序全局区 PGA ProcessGlobalArea 当server进程建立时分配 是包含oracle进程数据和控制信息的内存区域 它是oracle进程的私有内存区域 不能共享 一个Oracle进程拥有一个PGA内存区 一个PGA也只能被拥有它的那个服务进程所访问 只有这个进程中的Oracle代码才能读写它 2 5 1用户进程 当用户运行一个应用程序时 就建立一个用户进程 2 5 2服务器进程 处理用户进程的请求处理过程分析SQL命令并生成执行方案从数据缓存存储区提取数据将执行结果返回用户 2 5 3后台进程 为所有数据库用户异步完成各种任务 2 5Oracle的进程结构 用户进程 服务器进程 后台进程 2 5 3 1DBWR进程 数据库写进程 该进程执行将缓冲区写入数据文件 是负责缓冲存储区管理的一个ORACLE后台进程 当缓冲区中的一缓冲区被修改 它被标志为 弄脏 DBWR的主要任务是将 弄脏 的缓冲区写入磁盘 使缓冲区保持 干净 日志写入进程 把重做日志缓冲区中的内容写入到重做日志文件中 用户进程提交一个事务 commit 日志缓冲区达到1 3范围DBWR对一个检查点需要清除缓冲块出现超时 3s未活动 则进行一次写操作 2 5 3 2LGWR进程 2 5 3 3CKPT进程 检测点进程用于同步数据文件 日志文件和控制文件 在检查点进程开启后会自动触发其它进程 日志切换 关闭实例 DBA手动触发时启动该进程 参数log checkpoint timeout设置指定的间隔时间 在日志文件组出现切换时 将旧日志文件的内容拷贝到脱机存储介质上 出现系统错误时用于恢复数据 参数log archive start确定了该进程的启动 不启动状态 2 5 3 4ARCH进程 Smon SystemMonitor 负责完成自动实例恢复 该进程在启动实例时自动启动Pmon ProcessMonitor 撤销异常中断的用户进程 并释放该进程所获得的系统资源 RECO Recover 在分布式操作的情况下 恢复一个事务的失败 LCKn Lock 在并行服务器系统间加锁 最多可以加10个锁 分别为LCK1 LCK2 LCK10 2 5 3 5其它进程 实验内容 1熟悉oracle的安装条件和安装过程 2学会操作几种oracle的开发管理工具 3了解oracle数据库各组成部分的工作方式 4查看数据库文件系统的位置 学会更改日志文件的归档方式 1 从视图v database中查询数据库编号 数据库名称和日志模式等信息 2 从视图V controlfile record section中查询到控制文件的记录类型 记录大小 记录总数量 使用记录数量信息 3 将数据库非归档方式修改为归档方式 并且设置自动归档