学习笔记：oracle学习一：oracle11g体系结构之物理存储结构

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本系列是作为学习笔记，用于记录学习过程，加深学习印象，以及自己重新回顾学习内容只用，参考书籍为《oracle 11g从入门到精通（第二版）》，如果需要深入学习，请购买原书籍，谢谢!

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1、物理存储结构

物理存储结构用于描述oracle数据在磁盘上的物理组成情况，oracle数据在逻辑上存储于表空间中，在物理上存储在表空间所包含的物理文件（即数据文件）中。

物理文件主要有：

• 数据文件
• 重做日志文件
• 归档日志文件
• 参数文件
• 口令文件
• 警告日志文件

如下所示：

1.1 数据文件

数据文件用于保存用户应用程序数据和oracle系统内部数据。逻辑存储表空间可以包含一个或多个数据文件，但是一个数据文件只能属于一个表空间。

oracle系统通过高速缓存区来存取数据，减少磁盘I/O操作，提高系统性能，过程如下：

1）、读取数据

从数据文件读取数据--》》将数据存储在内存的高速缓存区--》》对于新读取的数据若不在高速缓存区，则系统从相应的数据文件中读取数据并缓存在高速缓存区

2）、修改和插入数据

oracle将修改和插入的数据先保存在高速缓存区--》》由后台进程DBWR决定何时写入数据文件

可以通过查询dba_data_files或者V$datafile数据字典来了解Oracle系统的数据文件信息

col file_name for a50;
set linesize 100;
select file_name,talbespace_name from dba_data_files;

通过上面的代码，可以看到3种类型的数据文件：

• 系统数据文件，如SYSTEM01.DBF:用于存放'特殊'的用户数据和Oracle系统本身的数据，如用户建立的表名、列名及字段类型等用户数据，还有Oracle系统内部的数据字典、系统表（dab_data_files、dba_temp_files等）的数据
• 撤销数据文件，如UNDOTB01.DBF:属于撤销表空间。当修改Oracle数据库中的数据时，就必须使用撤销段，撤销段用于存放修改前的旧数据，撤销段所在的表空间所包含的数据文件即撤销数据文件。
• 用户数据文件，如USERS01.DBF、EXAMPLE01.DBF、TBSP_1.DBF等，用于存放用户应用系统的数据

例：通过查询dba_temp_files或者v$tempfile数据字典来查看临时文件的信息

col file_name for a50;
col tablespace_name for a20;
select file_name,tablespace_name from dba_temp_files;

1.2 控制文件

控制文件是一个二进制文件，记录了数据库的物理结构，其中主要包括数据库名、数据文件与日志文件的名字与位置、数据库建立日期等信息，一般在Oracle系统安装时或创建数据库时自动创建，存放路径由服务器参数文件spfileorcl.ora的control_file参数确定。

Oracle实例正常启动时，系统首先访问初始化参数文件spfile，然后为系统分配全局区（SGA）内存。然后Oracle自动读出控制文件中的所有数据文件和日志文件信息，并打开当前数据库中所有数据文件和日志文件供用户访问。

每个数据库至少有一个控制文件，一个控制文件唯一的属于一个数据库。

通过查询v$controlfile数据字典可以查看Oracle系统的控制文件信息，代码如下：

col name for a50;
select name from v$controlfile;

1.3 日志文件

日志文件主要功能用于记录对数据所作的修改，对数据库所作的修改几乎都记录在日志文件中。挡在出现问题时，可以通过日志文件得到原始数据，从而保证不丢失已有的操作成果。包括：

• 重做日志文件（Redo Log File）
• 归档日志文件（Archive Log File）

1.3.1 重做日志文件

用于记录数据库所有发生过的更改信息（修改、添加、删除等信息）以及Oracle内部行为（创建数据库、索引等）而引起的数据库变化信息。

在数据库运行期间，当用户执行commit命令时，数据库首先将每笔操作的原始记录写入日志文件中，写入日志文件成功后，才会把新的记录传递给应用程序，所以，日志文件上可以随时读取原始记录以恢复数据库。

每个oracle实例都启用一个日志线程来记录数据库的变化。日志线程由若干‘日志组’组成，每个日志组又由一个或者多个日志文件构成。

Oracle系统运行过程中产生的日志信息，首先被存放在SGA（系统全局区）的重做日志缓存区，当发出commit命令（或日志缓冲区信息满1/3）时，LGWR进程（日志写入进程）将日志从重做缓冲区中读取出来，并将读取的日志信息写入日志文件组中序号较小的文件中，一个日志组写满后接着写另一个日志组。当LGWR进程将所有能用的日志文件都使用过一遍后，它将再次转向第一个日志组重新覆写。

1.3.2 归档日志文件

在LGWR进程将所有日志组写满后，再次转向第一个日志组进行覆写时，oracle系统由归档进程ARCH将即将被覆盖的日志文件中的日志信息读出，并将读出的日志信息写入归档日志文件中，这个过程即归档操作。

归档模式为可选模式，可以通过v$database视图来查看当前Oracle系统是否采用归档模式，代码如下：

col name for a30;
select dbid,name,log_mode from v$database;

如果Oracle运行在归档模式下，可以通过服务器参数文件spfile的log_archive_dest参数确定归档日志文件的路径。

show parameter log_archive_dest

1.4 服务器参数文件

服务器参数文件spfile（server parameter file）是二进制文件，用于记录Oracle数据库的基本参数信息（如数据库名、控制文件路径、日志缓冲大小等）。数据库实例在启动前，会先读取spfile中设置的参数，并根据这些初始化参数来配置和启动实例。比如：设置标准数据块的大小（db_block_size）、设置日志缓冲区大小（log_buffer）等。spfile在安装数据库系统时自动创建，文件名为SPFILEsid.ora，sid为所创建数据库的实例名。

1.4.1 查看服务器参数

1）、查看视图v$parameter

col name for a30;
col value for a30;
select name,value,ismodified from v$parameter;

2)、使用sql*plus的show parameter命令显示服务器参数

show parameter

1.4.2 修改服务器参数

使用alter system参数修改服务器参数

alter system set db_block_size=4096;

1.5 密码文件、警告文件和跟踪文件

1.5.1 密码文件

密码文件时Oracle系统用于验证sysdba权限的二进制文件，当远程用户已sysdba或者sysoper链接到数据库时，一般要使用密码文件验证。

创建密码文件的命令格式如下：

C:\>ORAPWD FILE=PASSWORD=ENTRIES=

• filename:表示密码文件名称
• password：表示设置internal/sys账号口令
• max_users：表示密码文件中可以存放的最大用户数，对应允许以sysdba/sysoper权限登录数据库的最大用户数

创建了密码文件以后，需要设置初始化参数remote_login_passwordfile来控制密码文件使用状态

• NONE：只要通过操作系统验证，就不用通过oracle密码文件验证
• SHARED：表示多个数据库实例都可以采用此密码文件验证
• EXCLUSIVE:表示只有一个数据库实例可以使用此密码文件验证

1.5.2 警告文件

警告文件是一个存储在Oracle系统目录下的文本文件（名称通常为alert_orcl.log），用于记录Oracle系统的运行信息和错误信息。

• 运行信息：Oracle实例的启动与关闭、建立表空间、增加数据文件等
• 错误信息：包括空间扩展失败、启动实例失败等

通过v$parameter视图查看当前实例的告警文件路劲，代码如下

col name for a20;
col value for a50;
select name,value from v$parameter where name = 'background_dump_dest';

1.5.3 跟踪文件

跟踪文件包括后台进程跟踪文件和用户进程跟踪文件。

• 后台进程跟踪文件：用于记录后台进程的警告或错误信息。路径由BACKGROUND_DUMP_DEST参数确定，命名格式为 .trc,如orcl_cjq0_5172.trc。
• 用户进程跟踪文件：用于记载与用户进程相关的信息，主要跟踪sql语句。可以用于判断sql语句的执行性能。路径由USER_DUMP_DEST参数确定。命名格式为 ora .trc.

实例：

select value from v$parameter where name='user_dump_dest';