Oracle体系结构

Oracle 服务器由Oracle实例与Oracle数据库组成

Oracle实例（instance），通过ORACLE_SID来引导（Oracle标识）

单实例情况下：Oracle数据库名与Oracle实例名相同且具有唯一性

举例：

三国中，关羽使用青龙偃月刀，吕布使用方天画戟，这就是唯一性身份标识（连游戏里都有攻击力加成甚至其他特殊效果，别不承认，哈哈），那么青龙偃月刀和方天画戟分别是两个独立的库，他们的ORACLE_SID就分别是关羽和吕布。

另一种情况下，关羽与吕布的坐骑都是赤兔马（貂蝉不算哈，额，貂蝉，有木有），此时赤兔做为唯一库名，但是同时被关羽和吕布两个SID实例调用，因此赤兔马属于RAC（实时应用集群，具有LB+HA双层功效）

单实例情况下，instance（sid）名与数据库是一致的（查询出的库名与表名默认都是大写形式，这是正常的）

RAC集群的第一个节点

RAC集群的第二个节点（可以明显看到，虽然实例名不同，但是库名是一样的，因此，RAC是一个多实例单库的集群数据库模式）

Oracle数据库结构包括内存结构、进程结构、存储结构

Oracle实例等于SGA + 后台进程

Oracle内存结构

上面的图就说明了Oracle的内存结构，其中最重要的两个区域就是SGA与PGA

系统全局区(SGA)：由所有服务器进程和后台进程共享

程序全局区(PGA)：专用于每一个服务器进程或后台进程。每一个进程使用一个PGA

SGA 是包含实例的数据和控制信息的内存区。

SGA 包含以下数据结构：

数据库缓冲区高速缓存：缓存从数据库检索的数据块

重做日志缓冲区：高速缓存重做信息（用于实例恢复），直到可以将其写入磁盘中存储的物理重做日志文件

共享池：缓存可在用户间共享的各个结构

大型池：是一个可选区域，可为某些大型进程（如Oracle 备份和恢复操作、I/O 服务器进程）提供大量内存分配

Java 池：用于Java 虚拟机(JVM) 中特定会话的所有Java 代码和数据

Streams 池：由Oracle Streams 使用

通过使用Enterprise Manager 或SQL*Plus 启动实例，可以显示为SGA 分配的内存量。

下面具体说一下SGA里的几个重要的池

共享池（Shared_Pool）：Oracle会将用户提交来的SQL语句都缓存在内存中。每次处理新的一条SQL语句时，都会先在内存中查看是否有相同的SQL语句。如果相同则可以减少最重要的解析工作（也就是生成执行计划），从而节省了大量的资源；反之，如果没有找到相同的SQL语句，则必须重新从头到尾进行完整的解析过程。这部分存放SQL语句的内存就叫做共享池（Shared Pool）。当然，Shared Pool里不仅仅是SQL语句，还包括管理Shared Pool的内存结构以及执行计划、控制信息等等内存结构。

数据库缓冲区高速缓存（Buffer_Cache）：Buffer Cache所能提供的功能主要包括（一些频繁查询的热表可以考虑放在这个区域，这就像现在最火的固态硬盘一个道理，但是频繁DML操作的表不建议放入此处）

通过缓存数据块，从而减少I/O；

通过构造CR块，从而提供读一致性功能；

通过提供各种Lock、Latch机制，从而提供多个进程并发访问同一个数据块的功能。

重做日志缓冲区（Log_Buffer）：Oracle这种数据库最好的一个运作机制在于先写日志后操作，这样能够有效的确定你运行到了哪一步，方便故障排查与恢复。

为了临时存放所产生的日志信息，Oracle在SGA中开辟了一块内存区域。这块区域就叫做日志缓冲区（Log Buffer），当满足一定条件以后，Oracle会使用名为LGWR的后台进程将Log Buffer中的日志信息写入联机日志文件里。

在10g以后的Oracle版本中，有两个参数可以动态的调整SGA的大小，否则就需要自行设置每个池子的大小（当然，Oracle官方有一套科学的算法）

10g数据库有如下两个参数（在初始化参数文件中设置）

SGA_MAX_SIZE（允许的最大的SGA大小）

SGA_TARGET（SGA分配大小）

到了11g以后不仅可以自动配置SGA，也同时可以分配所有内存了，有如下两个参数（在初始化参数文件中设置）

MEMORY_MAX_TARGET（允许的最大的内存大小）

MEMORY_TARGET（内存分配大小）

进程结构

Oracle的进程包括了上图所述几个主要种类的进程，这里主要说一下后台进程

系统监视器(SMON)：出现故障后，在启动实例时执行崩溃恢复任务

进程监视器(PMON)：用户进程失败时执行进程清理任务

数据库写进程(DBWn)：将修改后的块从数据库缓冲区高速缓存写入磁盘中的数据文件

检查点(CKPT)：通过更新数据库的所有数据文件和控制文件指出最新的检查点

日志写进程(LGWR)：将重做日志条目写入磁盘

归档进程(ARCn)：发生日志切换时将重做日志文件复制到归档存储器

上图包括了所有的后台进程（MMON和MMNL是AWR报告的支持进程），其他一些进程不做详细解释

Oracle存储结构

上图是一个Oracle的物理存储结构

构成Oracle 数据库的文件可分为以下几类：

控制文件：包含有关数据库本身的数据（即物理数据库的结构信息）。这些文件对数据库而言至关重要。没有这些文件，就无法打开用于访问数据库数据的数据文件。

数据文件：包含数据库中的用户数据或应用程序数据。

联机重做日志文件：可用来实现数据库实例恢复。如果数据库已崩溃但未丢失任何数据文件，那么使用这些文件中的信息可以通过实例恢复数据库。

要成功运行数据库，以下附加文件非常重要：

参数文件：用于定义启动实例时如何配置实例。

口令文件：允许用户远程连接到数据库并执行管理任务。

备份文件：用于恢复数据库。当因介质故障或用户错误而损坏或删除了原始文件时，通常需要还原备份文件。

归档日志文件：包含实例生成的数据更改（重做）的实时历史记录。

使用这些文件和数据库备份可以恢复丢失的数据文件。也就是说，使用归档日志可以恢复还原的数据文件。

跟踪文件：每个服务器和后台进程都可以对关联的跟踪文件执行写操作。如果在进程中检测到内部错误，进程就会将关于错误的信息转储到进程的跟踪文件中。写入到跟踪文件中的某些信息专门供数据库管理员使用，另一些信息则供Oracle 支持服务部门使用。

预警日志文件：是特殊的跟踪文件，又称为预警日志。数据库预警日志是按时间顺序列出的消息日志和错误日志。Oracle 建议你查看这些文件。

这是一张逻辑与物理转换的图

Oracle 数据库在逻辑上将数据存储在表空间中，在物理上将数据存储在数据文件中。

表空间：

只能属于一个数据库

包括一个或多个数据文件

可进一步划分为逻辑存储单元

是存储方案对象数据的资料档案库

数据文件：

只能属于一个表空间和一个数据库

是构成表空间的基础文件

数据库、表空间、段（segment）、区（extent）、数据块（block）

1、一个表空间只能属于一个数据库、一个表空间可以包括多个数据文件、一个数据文件只能属于一个表空间

2、一个段可以跨越多个数据文件，普通表就是一个segment、索引也是一个segment

3、segment分配空间的最小单位就是extent，每个segment由一个或者多个extent组成

4、一个extent不能跨越多个数据文件因为一个extent是物理上连续的存储空间

5、一个extent由多个连续的block组成

6、block是oracle I/O的最小单位

下面通俗的话解释一下

数据库，可以看成是我们工作的公司（一般指大型集团性质的公司），表空间是集团下属的各种分公司（以种类划分，比如浪潮集团分为浪潮信息，浪潮服务器，浪潮软件，浪潮通软等），段是分公司下的具体行政划分（比如浪潮总公司，北京分公司，武汉分公司等），区是指各种行政部门（比如市场部，销售部，研发部，技术部等等），块就是苦逼的我们（每个人），人是公司的最小单元，一些相同工种的人构成了区（部门），有些部门人多势众（比如销售部32K，市场部16K），有些部门人则很少（比如人事部4K，财务部2K），而苦逼的我们（系统部，默认8K），这些部门组成了分公司（段），不同的分公司组成行政大区（表空间），不同的行政大区组成了完整的集团公司（数据库），当然，这些都是逻辑结构

一个公司，尤其是集团这种性质的公司，不可能只有一个办公地点，那么，这种实际的办公地点，就是我们的数据文件（什么，你不知道数据文件具体干啥用的，拜托，你在哪里上班啊，你坐的工位，就可以看成是一个OS块，足够的OS块组成的OS文件就是数据文件，数据文件也是OS文件的一种），但是一个办公地点只能被一个分公司注册（道理很简单了，你不可能武汉分公司的办公地点在上海，那样也太不靠谱了，当然，移动表空间这种情况单算，这事以后再说，HOHO）