Oracle 数据库 实例之间的关系及一些名词解释（上）

在学习oracle中，体系结构是重中之重，一开始从宏观上掌握它的物理组成、文件组成和各种文件组成。掌握的越深入越好。在实际工作遇到疑难问题，其实都可以归结到体系结构中来解释。体系结构是对一个系统的框架描述。是设计一个系统的宏观工作。这好比建一栋大楼。你首先应该以图纸的方式把整个大楼的体系架构描述出来。然后一点点的往里面填充东西。下面我们先以一个图解的方式对oracle体系结构有一个基本了解

根据示图，便于我们记忆，示图分三部分组成，左侧User Process、Server Process、PGA可以看做成Clinet端，上面的实例(Instance)和下面的数据库(Database)及参数文件(parameter file)、密码文件(password file)和归档日志文件(archived logfiles)组成Oracle Server，所以整个示图可以理解成一个C/S架构。 Oracle Server由两个实体组成：实例(instance)与数据库(database)。这两个实体是独立的，不过连接在一起。在数据库创建过程中，实例首先被创建，然后才创建数据库。在典型的单实例环境中，实例与数据库的关系是一对一的，一个实例连接一个数据库，实例与数据库也可以是多对一的关系，即不同计算机上的多个实例打开共享磁盘系统上的一个公用数据库。这种多对一关系被称为实际应用群集(Real Application Clusters，RAC)RAC极大提高了数据库的性能、容错与可伸缩性(可能耗费更多的存储空间)并且是oracle网格(grid)概念的必备部分。

下面我们来详细看一下oracle数据库的体系架构

Oracle体系架构主要有两大部分组成：数据库实例（Instance）和数据库文件（database）

数据库实例

指数据库服务器的内存及相关处理程序，它是Oracle的心脏。与Oracle性能关系最大的是SGA（System Global Area，即系统全局区活共享内存区），SGA包含三个部分（主要）：

1、数据缓冲区，可避免重复读取常用的数据；

2、日志缓冲区，提升了数据增删改的速度，减少磁盘的读写而加快速度；

3、共享池，使相同的SQL语句不再编译，提升了SQL的执行速度。

oracle数据库实例的另一部分就是一些后台进程了，他主要包括：

1.系统监控进程

2.进程监控

3.数据库写进程

4.日志写进程

5.检验点进程

6.其他进程

这些后台进程合起来完成数据库管理任务

在访问数据库的时候。器后台先启动实例。启动实例前要先分配内存区。然后在启动后台进程。数据库启动过程中必须启动上面的前五个进程。否则实例无法创建。

注意：在启动oracle数据库的时候。因为有些进程是在开机启动项中自动启动的。所以占用了很大一部分内存。如果您电脑上还有一些其他占用内存比较大的程序。在启动oracle数据库的时候有可能会因内存不足而启动失败。

Oracle服务器

Oracle服务器包括两部分：数据库实例和数据库文件。他们构成了也就是所谓的数据管理系统（DBMS)

物理结构：oracle的物理结构指的其实就是一些存在硬盘上的各种文件。其最终目的就是存储和获取相关数据。这些存在硬盘上的文件组成了oracle数据库的物理结构

Oracle中主要包括三种文件：

1.数据文件

2.控制文件

3.重做日志文件

参数文件和密码文件：

参数文件：定义了数据库实例的特性，他是正文文件

密码文件：授予用户启动和关闭数据库的实例。主要有二进制数据组成

Oracle数据库的内存结构：SGA和PGA

SGA:数据库实例的一部分。数据库实例的启动会首先分配系统全局区（SGA)

SGA:数据库实例的一部分。数据库实例的启动会首先分配系统全局区（SGA)

1.共享池：共享sql和pl/sql代码，即把解析的sql代码在这里缓存，PL/SQL不仅缓存还共享。这样大大提高了直接访问磁盘获得sql的速度。

1）库高速缓存：存储最近使用过的sql语句。利用LRU（最近最少使用）算法来管理缓存。最近最少使用算法是一种比较常用的算法。在这里当库高速缓存接近满的时候。它会把缓存中最近最少使用的数据清除缓存中。加入新的缓存sql。

查看共享池的大小使用参数shared_pool_size

Sql>show parameter shared_pool_size

设置共享池大小

Sql>alter system set shared_pool_size=16M

注：在下面的的内容中。如果提到有关参数。如没有特殊说明。设置和查看参数值都是用以上类似方法。以后就不在重复了。并且这些参数必须是在以系统管理员system登陆时才能查看和修改。用类似scott用户是不能查看和修改的。

Oracle提供了DB_CACHE_SIZE（数据库大小）和DB_BLOCK_BUFFERS(数据库块个数）设置库高速缓存的大小，即为两者的成绩。

2）数据字典高速缓存

存储数据文件、表、索引、列、用户、权限信息和其他一些数据库对象的定义。把相关的数据字典信息放入缓存来提高查询的响应时间。其大小取决于共享池的大小。

2.数据库高速缓存

存储了最近从数据文件读入的数据块信息或用户更改后需要写回数据库的数据信息。内存读取比磁盘读取的速度快的多。提高了访问速度。这里的存取也采用了LRU（最近最少使用）算法。

Oracle数据库引入了缓冲区顾问参数（Buffer cache advisory parameter）用于启动和关闭统计信息。这些信息用于预测不同缓冲区的大小导致的不同行为特性。三种状态：OFF:ON:READY

设置顾问缓存为开启状态后。可以通过动态性能视图：v$db_cache_advice查看缓冲区的建议信息

3.重做日志缓存

在执行insert、update等操作后。数据发生了改变。这些变化的数据在写入数据库高速缓存前会先写入重做日志缓冲区。包括变化之前的数据。可以通过初始化参数log_buffer查看它的大小。此参数为静态参数，不能修改。

4.大池和java池

大型池（Large Pool）　　

在SGA中大型池是可选的缓冲区。它可以根据需要有管理权进行配置。它可以提供一个大的区以供象数据库的备份与恢复等操作。

在以下几种情形下会启用：　　

一，backup 和 restore 操作的时候　　

二，当启动UGA, I/O slaves的时候　　

三，设置MTS服务器的时候，用户信息的存放也使用到Large Pool

可以使用以下命令进行更改Large Pool的大小：　　

ALTER SYSTEM SET Large_Pool_Size = 64m;

Java池用于编译java语言编写的指令。通过java_pool_size查看和修改大小。大小由数据库在SGA自动分配和管理。所以查看的时候值为0；

Oracle的连接和会话

连接 （connection）与会话 （session）这两个概念均与用户进程 （user process）紧密相关，但二者又具有不同的含义。

连接 ：用户进程和 Oracle 实例间的通信通道（communication pathway）。这个通信通道是通过进程间的通信机制（interprocess communication mechanisms）（在同一个计算机上运行用户进程和 Oracle 进程）或网络软件（network software）（当数据库应用程序与 Oracle 服务器运行在不同的计算机上时，就需要通过网络来通信）建立的。

会话 ：用户通过用户进程与 Oracle 实例建立的连接[此处连接与上文中的连接含义不同 ，主要指用户和数据库间的联系 ]。例如，当用户启动 SQL*Plus 时必须提供有效的用户名和密码，之后 Oracle 为此用户建立一个会话。从用户开始连接到用户断开连接（或退出数据库应用程序）期间，会话一直持续。

Oracle 数据库中的同一个用户可以同时创建多个会话。例如，用户名/密码为的SCOTT/TIGER 用户可以多次连接到同一个 Oracle 实例。

当系统没有运行在共享服务模式下时，Oracle 为每个用户会话创建一个服务进程（server process）。而当系统运行在共享服务模式下时，多个用户会话可以共享同一个服务进程。

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ORACLE实例 = 进程 + 进程所使用的内存(SGA)
实例是一个临时性的东西，你也可以认为它代表了数据库某一时刻的状态！
数据库 = 重做文件 + 控制文件 + 数据文件 + 临时文件
数据库是永久的，是一个文件的集合。
ORACLE实例和数据库之间的关系
1.
临时性和永久性
2.
实例可以在没有数据文件的情况下单独启动 startup nomount , 通常没什么意义
3.
一个实例在其生存期内只能装载(alter database mount)和打开(alter database open)一个数据库
4.
一个数据库可被许多实例同时装载和打开(即RAC)，RAC环境中实例的作用能够得到充分的体现!

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我用dbca建立了两个数据库，那么机子上就存在两个实例了，是这样的么？
如果是这样，这两个实例可以同时运行么？也就是能否同时支持两个应用？
我测试了一下，这两个数据库好像可以用同一个监听？难道两个实例用同个端口？

--回答

我用dbca建立了两个数据库，那么机子上就存在两个实例了，是这样的么？
yes

如果是这样，这两个实例可以同时运行么？也就是能否同时支持两个应用？
可以同�r�\行，只有你的�算�C的�Y源足�颍豢梢酝��r支持�����用

我测试了一下，这两个数据库好像可以用同一个监听？难道两个实例用同个端口？
listener可以用同一��端口，不是�f�����例使用同一��端口。

两个实例是可以同时运行的，他们使用不同的端口。

可以从一下文件查看端口信息：
$ORACLE_HOME\install\portlist.ini

iSQL*Plus HTTP 端口号 =5560
Enterprise Manager Console HTTP 端口 (DBA) = 1158
Enterprise Manager 代理端口 (DBA) = 3938

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ORACLE实例和数据库之间的关系
A.临时性和永久性
B.实例可以在没有数据文件的情况下单独启动 startup nomount , 通常没什么意义
C.一个实例在其生存期内只能装载(alter database mount)和打开(alter database open)一个数据库
D.一个数据库可被许多实例同时装载和打开(即RAC)，RAC环境中实例的作用能够得到充分的体现!

oracle数据库启动分为三步

1.nomount阶段  根据参数文件启动实例

2.mount阶段   加载控制文件，让实例与数据库相连

3.open阶段   根据控制文件找到数据文件和日志文件，从而打开数据库。

Oracle database：

一个ORACLE数据库是数据的集合，被处理成一个单位。一个ORACLE数据库有一个物理结构和一个逻辑结构。

一、物理数据库结构（physical database structure）

它是由构成数据库的操作系统文件所决定。每一个ORACLE数据库是由几种类型的文件组成：数据文件、日志文件、控制文件、口令文件、参数文件等。数据库的文件为数据库信息提供真正的物理存储。

1、数据文件（Data files）：
   每一个ORACLE数据库有一个或多个物理的数据文件(data file)。一个数据库的数据文件包含全部数据库数据。逻辑数据库结构(如表、索引)的数据物理地存储在数据库的数据文件中。数据文件有下列特征：
A、 一个数据文件仅与一个数据库联系；
B、 当数据库空间用完时，数据文件可以按照预定的设置自动扩展；                                          C、一个表空间（数据库存储的逻辑单位）由一个或多个数据文件组成。
    数据文件中的数据在需要时可以读取并存储在ORACLE内存储区中。例如：用户要存取数据库一表的某些数据，如果请求信息不在数据库的内存存储区内，则从相应的数据文件中读取并存储在内存。当修改和插入新数据时，不必立刻写入数据文件。为了减少磁盘输出的总数，提高性能，数据存储在内存，然后由 ORACLE后台进程DBWR决定如何将其写入到相应的数据文件。
2、控制文件（Control file）
控制文件用于记录和维护数据库的物理结构，并且每个Oracle数据库至少要包含一个控制文件。
3、重做日志（Redo log）

原则：“先记后写”

每个Oracle数据库都有两个或多个重做日志文件（redo log file）。这组文件作为一个整体被称为数据库的重做日志。重做日志由重做条目（redo record）构成（也被称为重做记录）。

重做日志用于记录数据库的变化，当进行例程恢复或介质恢复时需要使用重做日志
执行DDL或DML操作时，事物变化会被写到重做日志缓冲区，而在特定的时刻LGWR会将重做日志缓冲区中的内容写入重做日志。

重做日志中的信息只能用于恢复由于系统或介质故障导致的不能被写入数据文件的数据。例如，如果突然的断电导致数据库操作停止，则内存中的数据不能被写入数据文件，造成数据丢失。当电力恢复数据库再次打开时可以恢复丢失的数据。将最新的重做日志文件中的信息应用于数据文件，Oracle可以将数据库恢复到断电时的状态。

在恢复操作中恢复重做日志信息的过程叫做前滚（rolling forward ）。

4、归档日志（Archive log）
当数据库运行在ARCHIVELOG模式下，Oracle将自动地归档重做日志文件；是非活动（Inactive）重做日志的备份。

5、参数文件(Parameter file)

参数文件包含了数据库与实例的配置参数列表。用于定义启动实例所需要的初始化参数，包括文本参数文件（pfile）和服务器参数文件（spfile）

6、口令文件（Password file）
用于验证特权用户（具有SYSDBA、SYSOPER权限的特殊数据库用户）

二、逻辑数据库结构（Logical database structure）

数据库逻辑结构包含表空间、段、段(extent)、数据块。

1、表空间（Tablespace）

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下面对实例和数据库做详细的诠释：
在Oracle领域中有两个词很容易混淆，这就是“实例”（instance）和“数据库”（database）。作为Oracle术语，这两个词的定义如下：
q
数据库（database）：物理操作系统文件或磁盘（disk）的集合。使用Oracle 10g的自动存储管理（Automatic Storage Management，ASM）或RAW分区时，数据库可能不作为操作系统中单独的文件，但定义仍然不变。
q
实例（instance）：一组Oracle后台进程/线程以及一个共享内存区，这些内存由同一个计算机上运行的线程/进程所共享。这里可以维护易失的、非持久性内容（有些可以刷新输出到磁盘）。就算没有磁盘存储，数据库实例也能存在。也许实例不能算是世界上最有用的事物，不过你完全可以把它想成是最有用的事物，这有助于对实例和数据库划清界线。
这两个词有时可互换使用，不过二者的概念完全不同。实例和数据库之间的关系是：数据库可以由多个实例装载和打开，而实例可以在任何时间点装载和打开一个数据库。实际上，准确地讲，实例在其整个生存期中最多能装载和打开一个数据库！稍后就会介绍这样的一个例子。
是不是更糊涂了？我们还会做进一步的解释，应该能帮助你搞清楚这些概念。实例就是一组操作系统进程（或者是一个多线程的进程）以及一些内存。这些进程可以操作数据库；而数据库只是一个文件集合（包括数据文件、临时文件、重做日志文件和控制文件）。在任何时刻，一个实例只能有一组相关的文件（与一个数据库关联）。大多数情况下，反过来也成立：一个数据库上只有一个实例对其进行操作。不过，Oracle的真正应用集群（Real Application Clusters，RAC）是一个例外，这是Oracle提供的一个选项，允许在集群环境中的多台计算机上操作，这样就可以有多台实例同时装载并打开一个数据库（位于一组共享物理磁盘上）。由此，我们可以同时从多台不同的计算机访问这个数据库。Oracle RAC能支持高度可用的系统，可用于构建可扩缩性极好的解决方案。


一个实例在其生存期中最多只能装载和打开一个数据库。要想再打开这个（或其他）数据库，必须先丢弃这个实例，并创建一个新的实例。
重申一遍：

实例是一组后台进程和共享内存。
数据库是磁盘上存储的数据集合。

实例“一生”只能装载并打开一个数据库。

数据库可以由一个或多个实例（使用RAC）装载和打开。
前面提到过，大多数情况下，实例和数据库之间存在一种一对一的关系。可能正因如此，才导致人们很容易将二者混淆。从大多数人的经验看来，数据库就是实例，实例就是数据库。
不过，在许多测试环境中，情况并非如此。在我的磁盘上，可以有5个不同的数据库。测试主机上任意时间点只会运行一个Oracle实例，但是它访问的数据库每天都可能不同（甚至每小时都不同），这取决于我的需求。只需有不同的配置文件，我就能装载并打开其中任意一个数据库。在这种情况下，任何时刻我都只有一个“实例”，但有多个数据库，在任意时间点上只能访问其中的一个数据库。
所以，你现在应该知道，如果有人谈到实例，他指的就是Oracle的进程和内存。提到数据库时，则是说保存数据的物理文件。可以从多个实例访问一个数据库，但是一个实例一次只能访问一个数据库。

1.oracle数据库系统中，DBMS可以管理多个数据库实例吗？还是需要一个oracle服务管理一个实例？

oracle里面一个数据库系统可以又多个实例。你可以运行dbca，在界面里面你可以看到可以创建新的实例，但是大多数情况下，oracle都只是建立一个实例。

2需要建立教务数据库，财务数据库两个db,

是可以的，不过通常的做法是建再2个用户放在不同的tablespaces上面。一个用户存储教务数据库表数据，一个存放财务数据库表数据。

3.oracle中的schema属于哪个层次？
schema简单来讲，你可以理解成一个用户以及用户所拥有的所有对象。其实就相当于sqlserver的库。

4.oracle中这样做。
create user Test;
grant [connect,……]to Test;
create table……
创建属于此用户的表及其他对象，那么这个用户数否可以代表为一个应用db？

同3一样，你可以这样理解成一个用户以及用户下面所有的对象其实就是sqlserver中的db了，实际生产环境中，为了减少成本和充分利用oracle数据库的资源，我们都是一个项目一个用户，一个应用一个用户，然后在不同的用户下面建立相应的表、视图、存储过程、存储函数、序列等等。

下面来看一个简单的例子。假设我们刚安装了Oracle 10g10.1.0.3。我们执行一个纯软件安装，不包括初始的“启动”数据库，除了软件以外什么都没有。

通过pwd命令可以知道当前的工作目录（这个例子使用一个Linux平台的计算机）。我们的当前目录是dbs（如果在Windows平台上，则是database目录）。执行ls�Cl命令显示出这个目录为“空”。其中没有init.ora 文件，也没有任何存储参数文件（stored parameter file，SPFILE）；存储参数文件将在第3章详细讨论。

使用ps（进程状态）命令，可以看到用户ora10g运行的所有进程，这里假设ora10g是Oracle软件的所有者。此时还没有任何Oracle数据库进程。

然后使用ipcs命令，这个UNIX命令可用于显示进程间的通信设备，如共享内存、信号量等。目前系统中没有使用任何通信设备。

然后启动SQL*Plus（Oracle的命令行界面），并作为SYSDBA连接（SYSDBA账户可以在数据库中做任何事情）。连接成功后，SQL*Plus报告称我们连上了一个空闲的实例：

我们的“实例”现在只包括一个Oracle服务器进程，见以下输出中粗体显示的部分。此时还没有分配共享内存，也没有其他进程。

现在来启动实例：

这里提示的文件就是启动实例时必须要有的一个文件，我们需要有一个参数文件（一种简单的平面文件，后面还会详细说明），或者要有一个存储参数文件。现在就来创建参数文件，并放入启动数据库实例所需的最少信息（通常还会指定更多的参数，如数据库块大小、控制文件位置，等等）。

然后再回到SQL*Plus：

这里对startup命令加了nomount选项，因为我们现在还不想真正“装载”数据库（要了解启动和关闭的所有选项，请参见SQL*Plus文档）。

注意

在Windows上运行startup命令之前，还需要使用oradim.exe实用程序执行一条服务创建语句。

现在就有了所谓的“实例”。运行数据库所需的后台进程都有了，如进程监视器（process monitor，PMON）、日志写入器（log writer，LGWR）等，这些进程将在第5章详细介绍。

再使用ipcs命令，它会首次报告指出使用了共享内存和信号量，这是UNIX上的两个重要的进程间通信设备：

注意，我们还没有“数据库”呢！此时，只有数据库之名（在所创建的参数文件中），而没有数据库之实。如果试图“装载”这个数据库，就会失败，因为数据库根本就不存在。下面就来创建数据库。有人说创建一个Oracle数据库步骤很繁琐，真是这样吗？我们来看看：

这里创建数据库就是这么简单。但在实际中，也许要使用一个稍有些复杂的CREATE DATABASE命令，因为可能需要告诉Oracle把日志文件、数据文件、控制文件等放在哪里。不过，我们现在已经有了一个完全可操作的数据库了。可能还需要运行$ORACLE_HOME/rdbms/admin/ catalog.sql脚本和其他编录脚本（catalog script）来建立我们每天使用的数据字典（这个数据库中还没有我们使用的某些视图，如ALL_OBJECTS），但不管怎么说，数据库已经有了。可以简单地查询一些Oracle V$视图（具体就是V$DATAFILE、V$LOGFILE和V$CONTROLFILE），列出构成这个数据库的文件：

Oracle使用默认设置，把所有内容都放在一起，并把数据库创建为一组持久的文件。如果关闭这个数据库，再试图打开，就会发现数据库无法打开：

一个实例在其生存期中最多只能装载和打开一个数据库。要想再打开这个（或其他）数据库，必须先丢弃这个实例，并创建一个新的实例。

重申一遍：

1.实例是一组后台进程和共享内存。

2.数据库是磁盘上存储的数据集合。

3.实例“一生”只能装载并打开一个数据库。

4.数据库可以由一个或多个实例（使用RAC）装载和打开。

前面提到过，大多数情况下，实例和数据库之间存在一种一对一的关系。可能正因如此，才导致人们很容易将二者混淆。从大多数人的经验看来，数据库就是实例，实例就是数据库。

不过，在许多测试环境中，情况并非如此。在我的磁盘上，可以有5个不同的数据库。测试主机上任意时间点只会运行一个Oracle实例，但是它访问的数据库每天都可能不同（甚至每小时都不同），这取决于我的需求。只需有不同的配置文件，我就能装载并打开其中任意一个数据库。在这种情况下，任何时刻我都只有一个“实例”，但有多个数据库，在任意时间点上只能访问其中的一个数据库。

所以，你现在应该知道，如果有人谈到实例，他指的就是Oracle的进程和内存。提到数据库时，则是说保存数据的物理文件。可以从多个实例访问一个数据库，但是一个实例一次只能访问一个数据库。

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