详解Oracle存储结构 掌握基本操作管理

2018.10.14那天我写了Oracle12C 的安装并初步了解了一下Oracle体系结构中数据库和实例。从中我们知道：

数据库是磁盘上数据的集合，位于收集和维护相关信息的数据库服务器上的一个或多个文件中。数据库由各种物理和逻辑结构组成，而表则是数据库中最重要的逻辑结构。表由包含数据的相关行和列组成。

• 组成数据库的文件主要分为两类：数据库文件和非数据库文件。两者之间的区别在于存储何种数据。数据库文件包含数据和元数据，非数据库文件则包含初始参数和日志记录信息等。数据库文件对于每时每刻正在进行的数据库操作来说至关重要。
• 典型的企业服务器的主要组成部分是一个或多个CPU（有多个核）、磁盘空间和内存。Oracle数据库存储在服务器的磁盘上，而Oracle实例则存在于服务器的内存中。Oracle实例由一个大型内存块和大量后台进程组成；该内存块分配在系统全局区域中，后台进程在SGA和磁盘上的数据库文件之间交互。
• 在OracleRAC中，多个实例将使用同一个数据库。虽然共享数据库的实例可能在同一服务器上，但最可能的是这些实例位于不同服务器上，这些服务器通过高速互连进行连接，并且访问驻留在专门的，支持RAID磁盘子系统上的数据库。Oracle Exadata数据库一体机是一个将数据库服务器、I/O服务器和磁盘存储组合到一个或多个机柜，并针对RAC环境优化的示例（包括以每接口40Gbps的速度连接所有这些设备的双InfiniBand接口）。

本篇开头我将Oracle体系结构中的存储结构先进行一个归纳：

• Oracle的存储结构从两方面看：
  1.Oracle逻辑存储结构（表空间、块、盘区、段）；
  2.Oracle物理存储结构（数据文件、重做日志文件、控制文件、归档的日志文件、初始化参数文件、警报和跟踪日志文件、备份文件、Oracle管理文件、密码文件）；
• 在逻辑存储结构下Oracle的逻辑数据库结构：表、约束、索引、视图、用户和模式、配置文件、序列、同义词、PL/SQL、外部文件访问、数据库链接和远程数据库；
• 另外Oracle 12C与之前版本最大的亮点是；支持数据库热插拔，可以和其他类型的数据库对接

通过结构图就能一目了然：

• Oracle逻辑存储结构图：
  

• Oracle逻辑数据库结构图：
  
• Oracle物理存储结构图：
  
  详解Oracle逻辑存储结构：

  Oracle数据库中的数据文件被分组到一个或多个表空间中。在每个表空间中，逻辑数据库结构（如表和索引）都是片段，被进一步细分为“盘区”（extent）和“块”（block）。这种存储的逻辑细分允许Oracle更有效的控制磁盘空间的利用率。

  1. 表空间：
     Oracle表空间由一个或多个数据文件组成，一个数据文件是且只能是一个表空间的一部分。对于Oracle12c的安装，最少会创建两个表空间：SYSTEM表空间和SYSAUX表空间。Oracle12c的默认安装创建6个表空间；
  2. 段：
     数据库中的下一个逻辑分组级别是段。段是一组盘区，这组盘区组成了被Oracle视为一个单位的数据库对象，如表或索引。因此，段一般是数据库终端用户要处理的最小存储单位。Oracle数据库中可看到4种类型的段：数据段（非分区表和分区表的每个分区）、索引段、临时段和回滚段。
  3. 盘区：
     它由一个或多个数据库块组成。当扩大数据库对象时，为该对象添加的空间将分配为一个盘区。
  4. 块：
     数据库块是Oracle数据库最小的存储单位。块的大小是数据库内给定表空间中特定数量的存储字节。默认块大小是8KB；

Oracle逻辑数据库结构组成：

Oracle逻辑数据库结构内容非常繁杂，这里先简单概括一下都有哪些内容组成：
1.表： 是Oracle数据库中的基本存储单位，如果没有表，数据库对于企业来说就没有任何价值；
包括： 关系表、临时表、索引组织表、对象表、外部表、群集表、散列群集、排序的散列群集、分区表、分区索引；
2.约束：Oracle约束是一条或多条规则，它在表的一列或多列上定义，用于帮助实施业务规则；
包括：空值约束、唯一列值、主键值、引用完整性值、复合内联完整性、基于触发器的完整性；
3.索引：当检索表少量的行时，使用Oracle索引能更快访问表中的这些行；
包括：唯一索引、非唯一索引、反向键索引、基于函数的索引、位图索引；
4.视图：视图允许用户查看单独表或多个连接表中数据的自定义表示。视图也称为“存储查询”，用户无法看到视图底层隐藏的查询细节；
包括：普通视图、物化视图、对象视图；
5.用户和模式：有权访问数据库的数据库账户称为“用户”。用户可存在与数据库中，而不拥有任何对象。如果用户在数据库中创建并拥有对象，这些对象就是与数据库用户同名的模式（schema）的一部分。模式可拥有数据库中任何类型的对象：表、索引、序列和视图等。模式拥有者或者DBA可授权其他数据库用户访问这些对象。用户总是拥有完整的权限，而且可以控制用户模式中的对象；
6.配置文件：数据库资源不是无限的，因此DBA必须为所有数据库用户管理和分配资源。数据库资源的一些示例是CPU时间、并发会话、逻辑读和连接时间。
数据库配置文件是可以赋给用户的限定资源的命令集。安装Oracle后，DEFAULT配置文件已经存在，并且系统将其赋给任何还没有显式分配配置文件的用户。DBA可添加新的配置文件或改变DEFAULT配置文件，从而符合企业的需求。DEFAULT配置文件的初始值允许无限使用所有的数据库资源。
7.序列： Oracle序列用于分配有序数，并且保证其唯一性。
8.同义词：Oracle同义词（synonym）只是数据库对象的别名，用于简化对数据库对象的引用，并且隐藏数据库对象源的细节。同义词可以赋给表、视图、物化视图、序列、过程、函数和程序包。与视图类似，除了数据字典中的定义外，同义词不会再数据中分配任何空间。
同义词可以是公有或者私有。私有同义词在用户模式下定义，并且只有该用户可用。公有同义词通常由DBA创建，并且所有的数据库用户都可以自动使用。
9.PL/SQL：PL/SQL Developer是一个集成开发环境，专门开发面向Oracle数据库的应用。PL/SQL也是一种程序语言，叫做过程化SQL语言（Procedural Language/SQL）。PL/SQL是Oracle数据库对SQL语句的扩展。在普通SQL语句的使用上增加了编程语言的特点，所以PL/SQL把数据操作和查询语句组织在PL/SQL代码的过程性单元中，通过逻辑判断、循环等操作实现复杂的功能或者计算。PL/SQL 只有 Oracle 数据库有。

Oracle物理存储结构：

物理存储构的组成及其功能：
数据文件(.dbf)：用于存储数据库中的所有数据，包含系统数据、数据字典数据、临时数据、索引数据、应用数据等
控制文件(.ctl)：用于记录和描述数据库的物理存储结构信息
重做日志文件(.log)：用于记录外部程序（用户）对数据库的修改操作
初始化参数文件：用于设置数据库启动时的参数初始值
跟踪文件：用户记录用户进程、数据库后台进程的运行情况
归档文件：用于保存已经写满的重做日志文件
口令文件：用于保存具有SYSDBA,SYSOPER权限的用户名和SYS用户口令。
数据文件及其管理：
在安装Oracle数据库时系统会自动为数据库创建几个数据文件，用户对数据库的操作本质是对数据文件的操作。一个表空间可以对应多个数据文件，一个数据文件只能从属于一个表空间。在逻辑上，数据对象都存放在表空间中，实质上是存放在空间对应的数据文件中。

Oracle基本操作管理：

1.数据库开启、关闭

* 进入数据库：
* su - oracle
* sqlplus / as sysdba                    #以最高管理员sysdba登录
* SQL> help index                       #查看命令列表
* SQL> show user                      #查看当前用户

* 开启、关闭数据库
* SQL>startup                                #开启：实例--数据库装载--数据库打开
* SQL>shutdown immediate        #关闭：数据库关闭--卸载数据库--实例

* 启用、关闭监听（作用：客户端访问oracle数据库实例，安装好数据库如果重启主机，则需要开启监听服务，客户端才可以登录oracle数据库实例）
* lnsrctl start
* lnsrctl stop

2.创建数据库：

* dbca   （在桌面界面执行）
#创建数据库（如果不弹窗口执行: export DISPLAY=:0.0）
* 执行成功会跳出创建数据库页面，按以下步骤操作：

3.表空间操作：

创建表空间：

create tablespace school //创建表空间school
2 datafile '/oracle/app/oracle/oradata/school01.dbf' //指定表空间文件存放位置
3 size 10m autoextend on; //指定大小，空间可以扩容

调整表空间大小：

调整大小：
SQL> alter database datafile
2 '/oracle/app/oracle/oradata/school01.dbf'
3 resize 80m;
数据库已更改。

添加文件：
SQL> alter tablespace school
2 add datafile
3 '/oracle/app/oracle/oradata/school02.dbf'
4 size 20m autoextend on;
表空间已更改。

表空间权限：

SQL> alter tablespace school read only; //修改为只读权限
表空间已更改。
SQL> alter tablespace school read write; //权限修改为读写（默认）
表空间已更改。

删除表空间：

SQL> drop tablespace school including contents;
表空间已删除。

4.插拔数据库（CDB与PDB转换）：

SQL> show con_name //查看当前所在的容器
SQL> show pdbs; //查询数据库的所有容器

将当前数据库CDB转换为PDB：

CDB：默认的数据库
PDB：容器型数据库
SQL> alter pluggable database orclpdb open; //修改可插拔库orclpdb打开状态
插接式数据库已变更。
SQL> alter session set container=orclpdb; //CDB下切换会话到PDB中
会话已更改。
SQL> shutdown immediate //在PBD中关闭插拔数据库
插接式数据库已关闭。
SQL> startup //在PBD中打开插拔数据库
插接式数据库已打开。

将PDB切换为CDB：

SQL> alter session set container=cdb$root;
 //切换会话到CDB

5.创建用户：

* 创建用户必须指定一个默认的表空间，在12C版本上CDB中创建用户，用户名格式为：c##用户名；PDB中创建用户，用户名格式为：用户名；
* SQL> create user c##jack
2 identified by abc123 //指定密码
3 default tablespace users //指定默认表空间
4 temporary tablespace temp //指定临时表空间
5 quota unlimited on users; //不进行限额
更改用户密码
SQL> alter user c##jack identified by jack123;
删除用户
SQL> drop user c##jack cascade;

6.创建数据表（插入数据，事务）

SQL> create table info
2 (
3 id number(4),
4 name varchar2(10),
5 score number(5,2),
6 riqi date
7 );

7.事务：

在oracle中默认开启事务不进行提交。因此在进行数据操作时，一定要记得提交，或者设定为自动提交。否则数据不能写入硬盘中。
SQL> insert into info values (1,'lisi',80,to_date('2018-08-26','yyyy-mm-dd'));
SQL> set autocommit on; //设定自动提交，回滚无效

8.索引：

（SQL>）
B树索引
create index 索引名称 on 表名（列名）
唯一索引/非唯一索引
create unique index 索引名称 on 表名（列名）
反向索引
create index 索引名称 on 表名（列名）reverse
位图索引
create bitmap index 索引名称 on 表名（列名）
其他索引
create index 索引名称 on 表名（upper（列名）） //大写函数索引
查看索引
select index_name,index_type,table_name,tablespace_name from user_indexes;
查看索引相关信息
select index_name,table_name,column_name from user_ind_columns where index_name like 'EMP%';
重建索引
alter index 索引名称 rebuild;
alter index 索引名称 rebuild tablespace 表空间
合并索引碎片
alter index 索引名称 coalesce;
删除索引
drop index 索引名称

9.视图：

创建视图要注意权限问题
SQL> create view vinfo as select from info; //创建视图
SQL> select from vinfo; //查询视图
SQL> drop view vinfo; //删除视图

10.物化视图：

首先要通过管理员帐号为c##jack用户赋予权限
SQL> grant create materialized view to c##jack; //创建物化视图权限
SQL> grant query rewrite to c##jack; //查询，重写权限
SQL> grant create any table to c##jack; //创建所有表权限
SQL> grant select any table to c##jack; //查询所有表权限

SQL>alter table info add primary key (id);   #添加主键
SQL>create materialized view log on info;  #创建物化视图之前需要创建物化视图日志

创建物化视图：
SQL> create materialized view mtview 
2 build immediate //创建完成立马生成新数据
3 refresh fast //刷新数据
4 on commit //提交
5 enable query rewrite //开启查询重写功能
6 as
7 select * from info;

SQL> drop materialized view mtview; //删除物化视图

11.序列：

oracle中自增列需要单独进行创建，然后插入数据时进行调用。
创建序列
SQL> create sequence id_seq
2 start with 10 //初始值
3 increment by 1 //增量
4 maxvalue 1000 //最大值
5 nocycle //肺循环
6 cache 50; //缓存

插入数据时调用序列
SQL> insert into info values (id_seq.nextval,'tom',80,to_date('2018-04-10','yyyy-mm-dd'));
查询序列当前值
SQL> select id_seq.currval from dual;
更改序列
SQL> alter sequence id_seq cache 30;
查看序列信息
SQL> select sequence_name,increment_by,cache_size from user_sequences;
删除序列
SQL>drop sequence id_seq;

12.同义词：

俗称别名，外号，可以提高数据安全可靠性。
私有同义词：只在当前用户可以使用
公有同义词：所有数据库用户都可以使用
SQL> create synonym pr_info for info; //创建私有同义词
SQL> create public synonym pub_info for info; //创建共有同义词
删除同义词
SQL> drop synonym pr_info;
SQL> drop public synonym pub_info;

13.补充：
常用oracle数据库查询命令：

（1）Select * from tables（表名）；  //查询表tables的内容
（2）Truncate table tables（表名）；//清除表内数据；但保留格式
（3）Select  ID（列名）from tables  groupby ID(列名)、ID2（列名）havingcount(*)＞1； //查询表中重复的数据
（4）Select * from tables（表名） a where a.id(列名)=’07552223’(重复的数据)；//将在列ID中所有与07552223相同的数据排列出来
（5）delete from tables where rowid in (select min(rowid)fromtables where id=’15252525’) group by username);  //删除table表中ID列数据为‘15252525’的重复项
（6）delete from table where rowid in(select min(rowid)fromtable group by id..id2);  //删除表table中所有关于列（ID）的重复信息
（7）select * from tables where regex_like(id，’^[^[:digit:]]+$’);    //查询table在id列中所有是数字的数据
（8）select* from tables where regex_like(id，’^([a-z]|[A-Z]+[0-9]+)$’);           //查询table在id列中所有带有字符和数字的数据
（9）select count（*）fromtables； //查询table中所有数据的行数
（10）select table_name from xxcj_tj_zdcj a group by a.table_namecount(*) ＞1； //查询数据库xxcj_tj_zdcj中是否有重复的表
（11）select * from xxcj_tj_zdcj awhere a.table_name in (‘05255’) order by a.table_name for update;  //修改数据库xxcj_tj_zdcj中的值（即括号内的内容）
（12）select * from xxcj_tj_zdcj awhere a.id=’’ for update;//修改数据库xxcj_tj_zdcj中id列的内容
（13）truncate table数据库；   //数据比对 
（14）select t.* ，t.rowid from 表名 t; //编辑表
（15）alter table 表名 add 列名 字符类型；//新建列
（16）alter table 表名 modify 列名 字符类型；//修改列类型
（17）alter table 表名 drop column 列名；//删除列（最后一列）
（18）select * from 表名 where asciistr（列名）not like ‘%\%’；//查询数据表中xx列中的为中文字符的数据
（19）select  substr(f_get_sfzhm18(zjhm) ，7，8)as csrq from 表名where regexp_like(substr(f_get_sfzhm18(zjhm) ，7，1) ，’[^1[2]’);