oracle architecture overview

oracle体系结构包括以下几个方面：oracle server、oracle instance、oracle database

oracle server是数据库管理系统dbms，由instance和databse组成，提供开放、广泛、集成的信息管理

oracle instance由memory和bg进程组成，是访问数据库的手段，memory主要包括SGA系统全局区

oracle database主要包括data file、redo log file、control file

memory structure主要由SGA、PGA组成：

当instance启动时SGA分配，SGA用来存储被database process共享的数据库信息，包括shared pool、database buffer cache、redo log buffer、large pool、java pool等，是动态的，大小由sga_max_size参数设定，SGA动态分配跟踪最小单元是guanule，guanule大小由SGA大小决定，如果SGA小于128M，granule大小为4M，如果SGA大于128M，granule为16M，也和OS有关，如32-bit WinX的平台，如果SGA大小大于128M，granule大小为8M。

shared pool用来存储最近执行的SQL语句和最近使用的数据定义，由library cache和data dictionary cache组成，大小由shared_pool_size决定，可使用alter system set命令修改library cache存储最近使用的SQL、PL/SQL语句，通过LRU最近最少使用算法管理。

data dictionary cache包括data files、tables、indexes、columns、users、privileges和其他数据库对象，在parse phase解析阶段，server进程在DD中查找信息进行解析对象名和验证访问validate access，内存中缓存数据字典信息能提高在查询和DML上的响应时间。

database buffer cache存储从data files检索到的数据块拷贝，获取更新数据时有很大性能提升。大小由db_block_size决定，LRU算法管理。db buffer cache由db_cahce_size、db_keep_cache_size、db_recycle_cache_size3个独立的子缓存组成，统计信息可查v$db_cache_advice,db_cache_advice设置用来收集统计信息预测不同缓存大小行为。

redo log buffer记录所有数据块的改变，修改记录称为redo entries，redo entries包含reconstruct重建或redo重做changes信息，大小由log_buffer决定，recovery时用。

large pool缓解shared pool中的负担，用来作为共享服务器的会话内存session memory(UGA)、server processes I/O操作、备份恢复RMAN、并行执行消息缓存(paralle_automatic_tuning=true)。不使用LRU list，大小由large_pool_size决定，能动态调整resize。

java pool解析java请求命令，安装使用java时需要，大小由java_pool_size决定

PGA(Program Global Area)：内存保留为每一个用户进程连接oracle数据库，当server process启动时PGA分配空间，当process终结terminate时回收deallocate

进程分3种：user process、server procss、background process

user process：用户和oracle server建立连接connection

server process：分为dedicated和shared两种，在dedicated环境里server process处理单独一个用户请求，在shared环境里server process处理几个用户请求，server process通过OPI(Oracle Program Interface)和Oracle server通信。

background process：维护执行物理和内存结构间的关系，5个必备:DBWn、PMON、SMON、LGWR、CKPT，可选的有ARCn:ARChiver、QMNn:Queue Monitor Process、CJQ0:Coordinator Job Queue、RECO:RECOverer、Dnnn:Dispatcher、Snnn:Shared Server、LCKn:LoCK、Pnnn:Parallel query slaves、

RAC中用到的LMS:Lock Manager Server、LMON:Lock MONitor、LMDn

补充 RAC 环境启动时,各个进程的启动顺序：

PMON started with pid=2, OS id=18042

DIAG started with pid=3, OS id=18044

PSP0 started with pid=4, OS id=18051

LMON started with pid=5, OS id=18053

LMD0 started with pid=6, OS id=18055

LMS0 started with pid=7, OS id=18057

MMAN started with pid=8, OS id=18061

DBW0 started with pid=9, OS id=18063

LGWR started with pid=10, OS id=18065

CKPT started with pid=11, OS id=18067

SMON started with pid=12, OS id=18069

RECO started with pid=13, OS id=18071

CJQ0 started with pid=14, OS id=18073

MMON started with pid=15, OS id=18075

MMNL started with pid=16, OS id=18077

DBWn：将dirty data从db buffer cache写到data files，DBWn写条件：检查点发生、dirty buffers达到临界值threshold、没有free buffers、超时、表空间offline或read only或begin backup、表drop或truncate、RAC ping发生

LGWR：按顺序从redo log buffer写到redo log files，写条件：commit、log buffer1/3满、1M修改记录在redo log buffer、每3秒、在DBWn写前

SMON：负责instance recovery：前滚变化redo buffer、回滚未提交事务、为用户访问打开数据库，合并coalesce空闲空间，释放临时segments

PMON：在failed processes后通过回滚事务、释放锁、其他资源、重启dead dispatchers 清理

CKPT：负责给DBWn信号，更新数据文件头和控制文件