GBase8s服务器组成与相关名称介绍

 GBase8s服务器主要由上图三部分组成。

 1.进程部分

      进程控制数据库的活动，这些进程也称做虚拟进程，英文缩写为VP，在 UNIX 层面这些进程的名称是oninit，我们也习惯称之为虚拟处理器，每一类的虚拟进程用来完成特定的一组任务，如写逻辑日志、从磁盘读数据，每一类虚拟进程上运行的线索都属于同一类，每个虚拟进程类中的虚拟进程运行的程序是相同的，每个虚拟进程只属于其中一个类，每一类VP由一个或多个虚拟进程组成，大多数类虚拟进程的数量是系统管理员可以配置的，并可以根据需要动态增加。

      虚拟进程是以root用户运行的，可通过ps -ef|grep oninit命令查看。

2. 共享内存部分

共享内存由三部分组成，驻留段、虚拟段和消息段。

 ● 驻留部分：包含缓冲池和其他的系统信息。

● 虚拟部分：包含线索和会话的信息，以及他们所使用的数据。这部分内存会动态增加，因此由数据库服务器负责申请和释放内存空间。

● 消息部分：消息缓冲用于应用程序和数据库服务器的通信，这部分是可选的，仅当使用共享内存连接时才需要进行配置。每个共享内存连接占用的内存开销是12KB。

2.1 驻留段

2.1.1 缓冲池

缓冲池是共享内存的驻留部分的主要存储空间，是最大的一部分内存，缓冲池存放表中的数据页，用来加快表的访问速度。当多个用户读写相同的数据时，将不再需要从磁盘中访问数据。

 可以定义多个不同页面大小的缓冲池，每个页面大小的缓冲池只能有一个，每个缓冲池的大小可以通过配置文件中的bufferpool参数修改。

2.1.2 物理日志

物理日志主要是为了数据库服务器的容错机制而引入的，当数据被从磁盘读到内存之后，如果被修改了，物理日志包含了第一次被修改的数据页和索引页的前映像。

为了减少物理日志磁盘IO的次数，其写日志时使用了缓冲phybuff，而不是每次都写盘，先写到缓冲，由数据库控制在需要时将缓冲中的数据刷新到物理日志。

2.1.3 逻辑日志

当数据库记日志时，逻辑日志包含了数据操作语句（DML）insert、delete、update 的内容，也保存数据定义语句（DDL）的操作记录，GBase 8s是多库的结构，所有的数据库共享相同的逻辑日志文件，不同数据库中的事务日志在日志文件中可以交叉存放。

写到数据库日志中的数据可能很大，为了减少写盘的IO次数，数据先放在缓冲logbuff中，稍后再写到磁盘中，服务器为逻辑日志申请了三个缓冲。

2.1.4 LRU队列

缓冲池被组织成许多的LRU队列，当服务器需要把一个页面从磁盘读到共享内存中时，首先要找到一个可以存放这个页面的缓冲，每个缓冲是通过LRU 队列来跟踪的，LRU队列有一个干净的队列，称做FLRU（Free LRU），有一个脏队列，称做MLRU （Modified LRU）。

      当服务器需要一个缓冲页时，它会随机在这些FLRU队列中选择一个没有被其他用户线索锁住的页面，如果这个页面要被修改，这个页面将被放到MLRU队列中；如果这个页面已经被读进来，但不会被修改，这个页面将被放到FLRU的最近经常用的页面队列中。

2.2 虚拟内存段

虚拟内存段的主要用途：

 ● 记录用户会话信息：每个会话有一个缓冲池，用于保存私有数据，缓冲池的名称和用户会话的ID是相同的，每个用户连接成功时，数据库将为其分配一个会话ID，当用户连接断开之后，缓冲池也随即释放。

● 缓冲数据字典信息：当一个用户第一次执行 SQL 语句时，它需要表的信息，数据库服务器必须从系统表中检索这些信息，如果这些系统表的信息不在内存中，就需要从磁盘中读取这些信息到内存中，这些表的信息放在内存结构中将使得访问的速度更快，这个内存结构就称做数据字典缓冲池，后续的会话会重用这些内存结构中的表信息。

● 缓冲存储过程：当一个过程被第一次调用时，这个过程的执行计划会从系统表sysprocplan 读到存储过程缓冲池中，后续的用户会从缓冲池中调用这个过程，时间和内存都节约了下来。

● 线索信息：多线索的缓冲池包括了用于控制线索的结构和堆栈的信息。

● 排序：排序所需的临时空间从虚拟段中申请。

● 大缓冲：当AIO VP将大的块信息写到磁盘上时会使用大的缓冲。

● 全局信息：不属于某个特定会话的不同种类的信息。

虚拟段中保存的数据的特性，决定了这部分内存会根据用户的活动而变化，当数据库中的活动很高时，可能需要创建更多的缓冲池，已有的缓冲池会被扩大。如果需要很多的缓冲，另外一个虚拟段会动态增加。

3.磁盘部分

首先要保证有空间给数据库使用，这个空间是通过称做 chunk 的单元来指定的，chunk是一组连续的空间，一般是一个文件或者逻辑卷，有些用户也习惯把逻辑卷称做裸设备。

4.相关名词介绍

 4.1 页面

当一个chunk被增加到数据库服务器之后，它被分成许多更小的单元，称做页面，页面是数据库服务器的基本 IO 单元，所有的数据都存放在页面上。例如，当插入一条记录时，这条记录会存放在一个页面上；当需要把数据从磁盘读到内存时，这个页面上所有的数据都会被读到内存中。

除了root dbspace以外，可以为其他的dbspace指定页面大小，这个页面大小是默认的页面大小的倍数，即从2KB到16KB。

4.2 dbspace

dbspace由一个或者多个chunk组成，如图2-10所示，当dbspace空间不够时，可以给它增加额外的chunk。数据库和表创建在特定的dbspace上。这意味着只要dbspace上有空间，表和数据库空间就会按其空间的需要增长。每个数据库至少有一个 dbspace，称做 root dbspace。

 4.3 tblspace

存放一个表的数据页面的逻辑组合称做tblspace，tblspace代表的空间不一定是连续的，这些页面可以在一个chunk上，也可以在多个chunk上。对于不分片的表， tblspace总是在同一个dbspace上；对于分片的表，每个dbspace会有一个tblspace id编号，这个tblspace id编号存放在sysfragment表的partn列中。

4.4 简单大对象

GBase 8s中可以存放一些简单大对象的数据，这些大对象可以是图像、声音和一些源代码文件。任何计算机文件系统中存放的东西都可以存放在数据库中，这些数据的存储上限是2GB。有两种类型的简单大对象：text 和 byte。text 数据类型用来存放可打印的二进制文本， byte类型用来存放任何二进制的数据，如表格、程序装载模块、图像和声音。

4.5 blobspace

blobspace 逻辑上也是由很多的物理空间组成，或者说由很多的chunk 组成，如图2-13所示。每个blobspace至少由一个chunk组成，当blobspace的空间不够时，可以给blobspace增加空间。

 4.6 智能大对象

在GBase 8s中还提供一种用户自定义类型，称做smart large object，这种数据类型也可以存放大量的数据，当数据库创建时，这些数据类型会自动创建并存放在sysxtdtypes表中。smart large object是存放用户自定义类型的理想场所。smart large object存放在sbspace上，sbspace也是由一个或者多个chunk组成。

 4.7 逻辑日志

逻辑日志是一组连续的磁盘空间，用来存放用户的交易记录，如果创建的数据库是记录日志的，交易记录中将包括数据库中所有的变化，所有数据库共享相同的逻辑日志。

4.8 物理日志

数据库有一个特殊的日志用来做自动的恢复，这个日志称做物理日志，物理日志是磁盘上的一组连续的空间。

 当一个页面被读到内存并被修改时，这个页面原来的内容会被写到物理日志中，这个页面的拷贝也称做前映像，物理日志中只包括缓冲中第一次对这个页面的修改，对相同页面的后续修改将不在物理日志中记录。

4.9 数据缓冲

当数据库需要访问数据时，首先要定位数据存放在哪里，然后把数据读到缓冲池的页面中，一旦这些数据在内存中，如果后面的用户需要访问相同的数据，将直接在内存中访问这些数据，所有的用户可以共享这些数据。把数据从磁盘读到共享缓冲池的操作称做数据缓冲。

 如果数据库要修改（insert、update、delete）一个页面，将直接在缓冲中进行修改。这意味着所有的用户可以立即访问修改的数据。这些修改的数据将在稍后一点的时间被刷新到磁盘上。