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原作者：penitent ( 只取一瓢 )?

?

在本章里你可以了解以下內(nèi)容 ?
? 1 、 ? ORACLE ? 實(shí)例 —— 包括內(nèi)存結(jié)構(gòu)與后臺進(jìn)程 ?
? 2 、 ? ORACLE ? 數(shù)據(jù)庫 —— 物理操作系統(tǒng)文件的集合 ?
? 3 、 ? 了解內(nèi)存結(jié)構(gòu)的組成 ?
? 4 、 ? 了解后臺進(jìn)程的作用 ?
? 5 、 ? 了解數(shù)據(jù)庫的物理文件 ?
? 6 、 ? 解釋各種邏輯結(jié)構(gòu) ?

一、 ORACLE 事例 ?
? 1 、 ORACLE ? 實(shí)例 ?
? System ? Global ? Area(SGA) ? 和 ? Background ? Process ? 被成為數(shù)據(jù)庫的實(shí)例。 ?
? 2 、 ORACLE ? 數(shù)據(jù)庫 ?
? 一系列物理文件的集合（數(shù)據(jù)文件，控制文件，聯(lián)機(jī)日志，參數(shù)文件等） ?
? 3 、系統(tǒng)全局共享區(qū) System ? Global ? Area(SGA) ? ?
? System ? Global ? Area ? 是一塊巨大的共享內(nèi)存區(qū)域，他被看做是 Oracle ? 數(shù)據(jù)庫的一個大緩沖池，這里的數(shù)據(jù)可以被 ORACLE 的各個進(jìn)程共用。其大小可以通過如下語句查看： ?
? SQL> ? select ? * ? from ? v$sga; ?
? NAME ? VALUE ?
? -------------------- ? --------- ?
? Fixed ? Size ? 39816 ?
? Variable ? Size ? 259812784 ?
? Database ? Buffers ? 1.049E+09 ?
? Redo ? Buffers ? 327680 ?
? 更詳細(xì)的信息可以參考 V$sgastat 、 V$buffer_pool ?
? 主要包括以下幾個部分： ?
? a 、 ? 共享池 (Shared ? pool) ?
? 共享池是 SGA 中最關(guān)鍵的內(nèi)存片段，特別是在性能和可伸縮性上。一個太小的共享池會扼殺性能，使系統(tǒng)停止，太大的共享池也會有同樣的效果，將會消耗大量的 CPU 來管理這個共享池。不正確的使用共享池只會帶來災(zāi)難。共享池主要又可以分為以下兩個部分： ?
? ·SQL 語句緩沖 (Library ? Cache) ?
? 當(dāng)一個用戶提交一個 SQL 語句， Oracle 會將這句 SQL 進(jìn)行分析 (parse) ，這個過程類似于編譯，會耗費(fèi)相對較多的時間。在分析完這個 SQL ， Oracle 會把他的分析結(jié)果給保存在 Shared ? pool 的 Library ? Cache 中，當(dāng)數(shù)據(jù)庫第二次執(zhí)行該 SQL 時， Oracle 自動跳過這個分析過程，從而減少了系統(tǒng)運(yùn)行的時間。這也是為什么第一次運(yùn)行的 SQL ? 比第二次運(yùn)行的 SQL 要慢一點(diǎn)的原因。 ?
? 下面舉例說明 parse 的時間 ?
? SQL> ? select ? count(*) ? fromscpass ? ; ?
? COUNT(*) ?
? ---------- ?
? 243 ?
? Elapsed: ? 00:00:00.08 ?
? 這是在 Share_pool ? 和 Data ? buffer ? 都沒有數(shù)據(jù)緩 ?
? 沖區(qū)的情況下所用的時間 ?
? SQL> ? alter ? system ? flush ? SHARED_POOL; ?
? System ? altered. ?
? 清空 Share_pool ，保留 Data ? buffer ?
? SQL> ? select ? count(*) ? from ? scpass ? ; ?
? COUNT(*) ?
? ---------- ?
? 243 ?
? Elapsed: ? 00:00:00.02 ?
? SQL> ? select ? count(*) ? from ? scpass ? ; ?
? COUNT(*) ?
? ---------- ?
? 243 ?
? Elapsed: ? 00:00:00.00 ?
? 從兩句 SQL ? 的時間差上可以看出該 SQL ? 的 Parse ? 時間約為 00:00:00.02 ?
? 對于保存在共享池中的 SQL 語句，可以從 V$Sqltext 、 v$Sqlarea 中查詢到，對于編程者來說，要盡量提高語句的重用率，減少語句的分析時間。一個設(shè)計的差的應(yīng)用程序可以毀掉整個數(shù)據(jù)庫的 Share ? pool ，提高 SQL 語句的重用率必須先養(yǎng)成良好的變成習(xí)慣，盡量使用 Bind 變量。 ?
? · 數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū) (Data ? Dictionary ? Cache) ?
? 顯而易見，數(shù)據(jù)字典緩沖區(qū)是 ORACLE 特地為數(shù)據(jù)字典準(zhǔn)備的一塊緩沖池，供 ORACLE 內(nèi)部使用，沒有什么可以說的。 ?
? b 、塊緩沖區(qū)高速緩存 (Database ? Buffer ? Cache) ?
? 這些緩沖是對應(yīng)所有數(shù)據(jù)文件中的一些被使用到的數(shù)據(jù)塊。讓他們能夠在內(nèi)存中進(jìn)行操作。在這個級別里沒有系統(tǒng)文件 , ，戶數(shù)據(jù)文件，臨時數(shù)據(jù)文件，回滾段文件之分。也就是任何文件的數(shù)據(jù)塊都有可能被緩沖。數(shù)據(jù)庫的任何修改都在該緩沖里完成，并由 DBWR 進(jìn)程將修改后的數(shù)據(jù)寫入磁盤。 ?
? 這個緩沖區(qū)的塊基本上在兩個不同的列表中管理。一個是塊的 “ 臟 ” 表 (Dirty ? List) ，需要用數(shù)據(jù)庫塊的書寫器 (DBWR) 來寫入，另外一個是不臟的塊的列表 (Free ? List) ，一般的情況下，是使用最近最少使用 (Least ? Recently ? Used,LRU) 算法來管理。 ?
? 塊緩沖區(qū)高速緩存又可以細(xì)分為以下三個部分（ Default ? pool,Keep ? pool,Recycle ? pool ）。如果不是人為設(shè)置初始化參數(shù) (Init.ora) ， ORACLE 將默認(rèn)為 Default ? pool 。 ?
? 由于操作系統(tǒng)尋址能力的限制，不通過特殊設(shè)置，在 32 位的系統(tǒng)上，塊緩沖區(qū)高速緩存最大可以達(dá)到 1.7G ，在 64 位系統(tǒng)上，塊緩沖區(qū)高速緩存最大可以達(dá)到 10G 。 ?
? c 、重做日志緩沖區(qū) (Redo ? log ? buffer) ?
? 重做日志文件的緩沖區(qū)，對數(shù)據(jù)庫的任何修改都按順序被記錄在該緩沖，然后由 LGWR 進(jìn)程將它寫入磁盤。這些修改信息可能是 DML 語句，如 (Insert,Update,Delete) ，或 DDL 語句，如 (Create,Alter,Drop 等 ) 。 ?
? 重做日志緩沖區(qū)的存在是因?yàn)閮?nèi)存到內(nèi)存的操作比較內(nèi)存到硬盤的速度快很多，所以重作日志緩沖區(qū)可以加快數(shù)據(jù)庫的操作速度，但是考慮的數(shù)據(jù)庫的一致性與可恢復(fù)性，數(shù)據(jù)在重做日志緩沖區(qū)中的滯留時間不會很長。所以重作日志緩沖區(qū)一般都很小，大于 3M 之后的重作日志緩沖區(qū)已經(jīng)沒有太大的實(shí)際意義。 ?
? d 、 Java 程序緩沖區(qū) (Java ? Pool) ?
? Java ? 的程序區(qū)， Oracle ? 8I ? 以后， Oracle ? 在內(nèi)核中加入了對 Java 的支持。該程序緩沖區(qū)就是為 Java ? 程序保留的。如果不用 Java 程序沒有必要改變該緩沖區(qū)的默認(rèn)大小。 ?
? e 、大池 (Large ? Pool) ?
? 大池的得名不是因?yàn)榇螅且驗(yàn)樗脕矸峙浯髩K的內(nèi)存，處理比共享池更大的內(nèi)存，在 8.0 開始引入。 ?
? 下面對象使用大池： ?
? ·MTS—— 在 SGA 的 Large ? Pool 中分配 UGA ?
? · 語句的并行查詢 (Parallel ? Executeion ? of ? Statements)—— 允許進(jìn)程間消息緩沖區(qū)的分配，用來協(xié)調(diào)并行查詢服務(wù)器 ?
? · 備份 (Backup)—— 用于 RMAN 磁盤 I/O 緩存 ?
? 4 、后臺進(jìn)程 (Background ? process) ?
? 后臺進(jìn)程是 Oracle 的程序，用來管理數(shù)據(jù)庫的讀寫，恢復(fù)和監(jiān)視等工作。 Server ? Process 主要是通過他和 user ? process 進(jìn)行聯(lián)系和溝通，并由他和 user ? process 進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。在 Unix 機(jī)器上， Oracle 后臺進(jìn)程相對于操作系統(tǒng)進(jìn)程，也就是說，一個 Oracle 后臺進(jìn)程將啟動一個操作系統(tǒng)進(jìn)程；在 Windows 機(jī)器上， Oracle 后臺進(jìn)程相對于操作系統(tǒng)線程，打開任務(wù)管理器，我們只能看到一個 ORACLE.EXE 的進(jìn)程，但是通過另外的工具，就可以看到包含在這里進(jìn)程中的線程。 ?
? 在 Unix 上可以通過如下方法查看后臺進(jìn)程： ?
? ps ? –ef ? | ? grep ? ora_ ?
? # ? ps ? -ef ? | ? grep ? ora_ ? | ? grep ? XCLUAT ?
? oracle ? 29431 ? 1 ? 0 ? Sep ? 02 ? ? ? 2:02 ? ora_dbwr_SID ?
? oracle ? 29444 ? 1 ? 0 ? Sep ? 02 ? ? ? 0:03 ? ora_ckpt_SID ?
? oracle ? 29448 ? 1 ? 0 ? Sep ? 02 ? ? ? 2:42 ? ora_smon_SID ?
? oracle ? 29442 ? 1 ? 0 ? Sep ? 02 ? ? ? 3:25 ? ora_lgwr_SID ?
? oracle ? 29427 ? 1 ? 0 ? Sep ? 02 ? ? ? 0:01 ? ora_pmon_SID ?
? a 、 Oracle 系統(tǒng)有 5 ? 個基本進(jìn)程他們是 ?
? DBWR( 數(shù)據(jù)文件寫入進(jìn)程 ) ?
? LGWR( 日志文件寫入進(jìn)程 ) ?
? SMON( 系統(tǒng)監(jiān)護(hù)進(jìn)程 ) ?
? PMON( 用戶進(jìn)程監(jiān)護(hù)進(jìn)程 ) ?
? CKPT( 檢查點(diǎn)進(jìn)程 , 同步數(shù)據(jù)文件 , ? 日志文件 , 控制文件 ) ?
? b 、 DBWR ?
? 將修改過的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)數(shù)據(jù)文件 ?
? 維護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的空緩沖區(qū) ?
? 這里指出幾個容易錯誤的概念 : ?
? · 當(dāng)一個更新提交后 ,DBWR 把數(shù)據(jù)寫到磁盤并返回給用戶提交完成 . ?
? ·DBWR 會觸發(fā) CKPT ? 后臺進(jìn)程 ?
? ·DBWR 不會觸發(fā) LGWR ? 進(jìn)程 ?
? 上面的概念都是錯誤的 . ?
? DBWR 是一個很底層的工作進(jìn)程，他批量的把緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入磁盤。和任何前臺用戶的進(jìn)程幾乎沒有什么關(guān)系，也不受他們的控制。至于 DBWR 會不會觸發(fā) LGWR 和 CKPT 進(jìn)程，我們將在下面幾節(jié)里討論。 ?
? DBWR 工作的主要條件如下 ?
? ·DBWR ? 超時 ?
? · 系統(tǒng)中沒有多的空緩沖區(qū)用來存放數(shù)據(jù) ?
? ·CKPT ? 進(jìn)程觸發(fā) DBWR ? 等 ?
? c 、 LGWR ?
? 將重做日志緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)寫入重做日志文件， LGWR 是一個必須和前臺用戶進(jìn)程通信的進(jìn)程。當(dāng)數(shù)據(jù)被修改的時候，系統(tǒng)會產(chǎn)生一個重做日志并記錄在重做日志緩沖區(qū)內(nèi)。這個重做日志可以類似的認(rèn)為是以下的一個結(jié)構(gòu) : ?
? SCN=000000001000 ?
? 數(shù)據(jù)塊 ID ?
? 對象 ID=0801 ?
? 數(shù)據(jù)行 =02 ?
? 修改后的數(shù)據(jù) =0011 ?
? 提交的時候， LGWR 必須將被修改的數(shù)據(jù)的重做日志緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)寫入日志數(shù)據(jù)文件，然后再通知前臺進(jìn)程提交成功，并由前臺進(jìn)程通知用戶。從這點(diǎn)可以看出 LGWR 承擔(dān)了維護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性的任務(wù)。 ?
? LGWR ? 工作的主要條件如下 ?
? · 用戶提交 ?
? · 有 1/3 ? 重做日志緩沖區(qū)未被寫入磁盤 ?
? · 有大于 1M ? 重做日志緩沖區(qū)未被寫入磁盤 ?
? · 超時 ?
? ·DBWR 需要寫入的數(shù)據(jù)的 SCN 號大于 LGWR ? 記錄的 SCN 號， DBWR ? 觸發(fā) LGWR 寫入 ?
? d 、 SMON ?
? 工作主要包含 ?
? ? ? ? · 清除臨時空間 ?
? ? ? ? · 在系統(tǒng)啟動時，完成系統(tǒng)實(shí)例恢復(fù) ?
? ? ? ? · 聚結(jié)空閑空間 ?
? ? ? ? · 從不可用的文件中恢復(fù)事務(wù)的活動 ?
? ? ? ? ·OPS 中失敗節(jié)點(diǎn)的實(shí)例恢復(fù) ?
? ? ? ? · 清除 OBJ$ 表 ?
? ? ? ? · 縮減回滾段 ?
? ? ? ? · 使回滾段脫機(jī) ?
? e 、 PMON ?
? 主要用于清除失效的用戶進(jìn)程，釋放用戶進(jìn)程所用的資源。如 PMON 將回滾未提交的工作，釋放鎖，釋放分配給失敗進(jìn)程的 SGA 資源。 ?
? f 、 CKPT ?
? 同步數(shù)據(jù)文件，日志文件和控制文件，由于 DBWR/LGWR 的工作原理，造成了數(shù)據(jù)文件，日志文件，控制文件的不一至，這就需要 CKPT 進(jìn)程來同步。 CKPT 會更新數(shù)據(jù)文件 / 控制文件的頭信息。 ?
? CKPT 工作的主要條件如下 ?
? · 在日志切換的時候 ?
? · 數(shù)據(jù)庫用 immediate ? ,transaction ? , ? normal ? 選項(xiàng) shutdown ? 數(shù)據(jù)庫的時候 ?
? · 根據(jù)初始話文件 LOG_CHECKPOINT_INTERVAL 、 LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT 、 FAST_START_IO_TARGET ? 的設(shè)置的數(shù)值來確定 ?
? · 用戶觸發(fā) ?
? 以下進(jìn)程的啟動需要手工配置 ?
? g 、 ARCH ?
? 當(dāng)數(shù)據(jù)庫以歸檔方式運(yùn)行的時候， Oracle 會啟動 ARCH 進(jìn)程，當(dāng)重做日志文件被寫滿時，日志文件進(jìn)行切換，舊的重做日志文件就被 ARCH 進(jìn)程復(fù)制到一個 / 多個特定的目錄 / 遠(yuǎn)程機(jī)器。這些被復(fù)制的重做日志文件被叫做歸檔日志文件。 ?
? h 、 RECO ?
? 負(fù)責(zé)解決分布事物中的故障。 Oracle 可以連接遠(yuǎn)程的多個數(shù)據(jù)庫，當(dāng)由于網(wǎng)絡(luò)問題，有些事物處于懸而未決的狀態(tài)。 RECO 進(jìn)程試圖建立與遠(yuǎn)程服務(wù)器的通信，當(dāng)故障消除后， RECO 進(jìn)程自動解決所有懸而未決的會話。 ?
? i 、服務(wù)進(jìn)程 Server ? Process ?
? 服務(wù)進(jìn)程的分類 ?
? · 專用服務(wù)進(jìn)程 (Dedicated ? Server ? Process) ?
? 一個服務(wù)進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程 ?
? · 共享服務(wù)進(jìn)程 (MultiTreaded ? Server ? Process) ?
? 一個服務(wù)進(jìn)程對應(yīng)多個用戶進(jìn)程，輪流為用戶進(jìn)程服務(wù)。 ?
? PGA ? & ? UGA ?
? PGA ? = ? Process ? Global ? Area ?
? UGA ? = ? User ? Global ? Area ?
? 他保存了用戶的變量、權(quán)限、堆棧、排序空間等用戶信息，對于專用服務(wù)器進(jìn)程， UGA 在 PGA 中分配。對于多線程進(jìn)程， UGA 在 Large ? pool 中分配。 ?
? j 、用戶進(jìn)程 User ? Process ?
? 在客戶端，將用戶的 SQL ? 語句傳遞給服務(wù)進(jìn)程 ?
? 5 、一個貫穿數(shù)據(jù)庫全局的概念 ---- 系統(tǒng)改變號 SCN(System ? Change ? Number) ?
? 系統(tǒng)改變號，一個由系統(tǒng)內(nèi)部維護(hù)的序列號。當(dāng)系統(tǒng)需要更新的時候自動增加，他是系統(tǒng)中維持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性和順序恢復(fù)的重要標(biāo)志。 ?
? a. ? 查詢語句不會使 SCN 增加，就算是同時發(fā)生的更新，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部對應(yīng)的 SCN 也是不同的。這樣一來就保證了數(shù)據(jù)恢復(fù)時候的順序。 ?
? b. ? 維持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，當(dāng)一

二、 ORACLE ? 數(shù)據(jù)庫 ?
? ORACLE 數(shù)據(jù)庫的組成 —— 物理操作系統(tǒng)文件的集合。主要包括以下幾種。 ?
? 1 、控制文件（參數(shù)文件 init.ora 記錄了控制文件的位置） ?
? 控制文件包括如下主要信息 ?
? · 數(shù)據(jù)庫的名字，檢查點(diǎn)信息，數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的時間戳 ?
? · 所有的數(shù)據(jù)文件，聯(lián)機(jī)日志文件，歸檔日志文件信息 ?
? · 備份信息等 ?
? 有了這些信息， Oracle 就知道那些文件是數(shù)據(jù)文件，現(xiàn)在的重做日志文件是哪些，這些都是系統(tǒng)啟動和運(yùn)行的基本條件，所以他是 Oracle 運(yùn)行的根本。如果沒有控制文件系統(tǒng)是不可能啟動的。控制文件是非常重要的，一般采用多個鏡相復(fù)制來保護(hù)控制文件，或采用 RAID 來保護(hù)控制文件。控制文件的丟失，將使數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)變的很復(fù)雜。 ?
? 控制文件信息可以從 V$Controlfile 中查詢獲得 ?
? ?
? 2 、數(shù)據(jù)文件（數(shù)據(jù)文件的詳細(xì)信息記載在控制文件中） ?
? 可以通過如下方式查看數(shù)據(jù)文件 ?
? SQL> ? select ? name ? from ? v$datafile; ?
? NAME ?
? --------------------------------------------- ?
? /u05/dbf/PROD/system_01.dbf ?
? /u06/dbf/PROD/temp_01.dbf ?
? /u04/dbf/PROD/users_01.dbf ?
? /u09/dbf/PROD/rbs_01.dbf ?
? /u06/dbf/PROD/applsys_indx_01.dbf ?
? /u05/dbf/PROD/applsys_data_01.dbf ?
? 從以上可以看出，數(shù)據(jù)文件大致可以分為以下幾類： ?
? i. ? 系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件 (system_01.dbf) ?
? 存放系統(tǒng)表和數(shù)據(jù)字典，一般不放用戶的數(shù)據(jù)，但是用戶腳本，如過程，函數(shù)，包等卻是保存在數(shù)據(jù)字典中的。 ?
? 名詞解釋：數(shù)據(jù)字典 ?
? 數(shù)據(jù)字典是一些系統(tǒng)表或視圖，他存放系統(tǒng)的信息，他包括數(shù)據(jù)庫版本，數(shù)據(jù)文件信息，表與索引等段信息，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等各種和系統(tǒng)有關(guān)的信息和用戶腳本信息。數(shù)據(jù)庫管理員可以通過對數(shù)據(jù)字典的查詢，就可以了解到 Oracle 的運(yùn)行狀態(tài)。 ?
? ii. ? 回滾段文件 (rbs_01.dbf) ?
? 如果數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對數(shù)據(jù)的修改，那么就必須使用回滾段，回滾段是用來臨時存放修改前的數(shù)據(jù) (Before ? Image) 。回滾段通常都放在一個單獨(dú)的表空間上（回滾表空間），避免表空間碎片化，這個表空間包含的數(shù)據(jù)文件就是回滾數(shù)據(jù)文件。 ?
? iii. ? 臨時數(shù)據(jù)文件 (temp_01.dbf) ?
? 主要存放用戶的排序等臨時數(shù)據(jù)，與回滾段相似，臨時段也容易引起表空間碎片化，而且沒有辦法在一個永久表空間上開辟臨時段，所以就必須有一個臨時表空間，它所包含的數(shù)據(jù)文件就是臨時數(shù)據(jù)文件，主要用于不能在內(nèi)存上進(jìn)行的排序操作。我們必須為用戶指定一個臨時表空間。 ?
? iv. ? 用戶數(shù)據(jù)文件 (/applsys_data_01.dbf ? ,applsys_indx_01.dbf) ?
? 存放用戶數(shù)據(jù)，這里列舉了兩類常見的用戶型數(shù)據(jù)，一般數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù)，一般來說，如果條件許可的話，可以考慮放在不同的磁盤上。 ?
? 3 、重做日志文件（聯(lián)機(jī)重做日志） ?
? 用戶對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行的任何操作都會記錄在重做日志文件。在了解重做日志之前必須了解重做日志的兩個概念，重做日志組和重做日志組成員 (Member) ，一個數(shù)據(jù)庫中至少要有兩個日志組文件，一組寫完后再寫另一組，即輪流寫。每個日志組中至少有一個日志成員，一個日志組中的多個日志成員是鏡相關(guān)系，有利于日志文件的保護(hù)，因?yàn)槿罩疚募膿p壞，特別是當(dāng)前聯(lián)機(jī)日志的損壞，對數(shù)據(jù)庫的影響是巨大的。 ?
? 聯(lián)機(jī)日志組的交換過程叫做切換，需要特別注意的是，日志切換在一個優(yōu)化效果不好的數(shù)據(jù)庫中會引起臨時的 “ 掛起 ” 。掛起大致有兩種情況： ?
? · 在歸檔情況下，需要?dú)w檔的日志來不及歸檔，而聯(lián)機(jī)日志又需要被重新利用 ?
? · 檢查點(diǎn)事件還沒有完成（日志切換引起檢查點(diǎn)），而聯(lián)機(jī)日志需要被重新利用 ?
? 解決這種問題的常用手段是： ?
? i. 增加日志組 ?
? ii. 增大日志文件成員大小 ?
? 通過 v$log 可以查看日志組， v$logfile 可以查看具體的成員文件。 ?
? 4 、歸檔日志文件 ?
? Oracle 可以運(yùn)行在兩種模式之中，歸檔模式和不歸檔模式。如果不用歸檔模式，當(dāng)然，你就不會有歸檔日志，但是，你的系統(tǒng)將不會是一個實(shí)用系統(tǒng)，特別是不能用于生產(chǎn)系統(tǒng)，因?yàn)槟憧赡軙G失數(shù)據(jù)。但是在歸檔模式中，為了保存用戶的所有修改，在重做日志文件切換后和被覆蓋之間系統(tǒng)將他們另外保存成一組連續(xù)的文件系列，該文件系列就是歸檔日志文件。 ?
? 有人或許會說，歸檔日志文件占領(lǐng)我大量的硬盤空間，其實(shí)，具體想一想，你是愿意浪費(fèi)一點(diǎn)磁盤空間來保護(hù)你的數(shù)據(jù)，還是愿意丟失你的數(shù)據(jù)呢？顯而義見，我們需要保證我們的數(shù)據(jù)的安全性。其實(shí)，歸檔并不是一直占領(lǐng)你的磁盤空間，你可以把她備份到磁帶上，或則刪除上一次完整備份前的所有日志文件。 ?
? 5 、初始化參數(shù)文件 ?
? initSID.ora 或 init.ora 文件，因?yàn)榘姹镜牟灰粯樱湮恢靡部赡軙灰粯印Ｔ?/span> 8i 中，通常位于 $ORACLE_HOME/admin/<SID>/Pfile 下 ?
? 初始化文件記載了許多數(shù)據(jù)庫的啟動參數(shù)，如內(nèi)存，控制文件，進(jìn)程數(shù)等，在數(shù)據(jù)庫啟動的時候加載（ Nomount 時加載），初始化文件記錄了很多重要參數(shù)，對數(shù)據(jù)庫的性能影響很大，如果不是很了解，不要輕易亂改寫，否則會引起數(shù)據(jù)庫性能下降。 ?
? 6 、其他文件 ?
? i ? . ? 密碼文件 ?
? 用于 Oracle ? 的具有 sysdba 權(quán)限用戶的認(rèn)證 . ?
? ii. ? 日志文件 ?
? · 報警日志文件（ alert.log 或 alrt<SID>.ora ） ?
? 記錄數(shù)據(jù)庫啟動，關(guān)閉和一些重要的出錯信息。數(shù)據(jù)庫管理員應(yīng)該經(jīng)常檢查這個文件，并對出現(xiàn)的問題作出即使的反應(yīng)。你可以通過以下 SQL ? 找到他的路徑 select ? value ? from ? v$PARAMETER ? where ? name ? ='background_dump_dest'; ?
? · 后臺或用戶跟蹤文件 ?
? 系統(tǒng)進(jìn)程或用戶進(jìn)程出錯前寫入的信息，一般不可能讀懂，可以通過 ORACLE 的 TKPROF 工具轉(zhuǎn)化為可以讀懂的格式。對于系統(tǒng)進(jìn)程產(chǎn)生的跟蹤文件與報警日志文件的路徑一樣，用戶跟蹤文件的路徑，你可以通過以下 SQL 找到他的路徑 select ? value ? from ? v$PARAMETER ? where ? name ? ='user_dump_dest'; ?
? ?
? 三、 ORACLE 邏輯結(jié)構(gòu) ?
? 1 、 ? 表空間 (tablespace) ?
? 表空間是數(shù)據(jù)庫中的基本邏輯結(jié)構(gòu)，一系列數(shù)據(jù)文件的集合。一個表空間可以包含多個數(shù)據(jù)文件，但是一個數(shù)據(jù)文件只能屬于一個表空間。 ?
? 2 、 ? 段 (Segment) ?
? 段是對象在數(shù)據(jù)庫中占用的空間，雖然段和數(shù)據(jù)庫對象是一一對應(yīng)的，但段是從數(shù)據(jù)庫存儲的角度來看的。一個段只能屬于一個表空間，當(dāng)然一個表空間可以有多個段。 ?
? 表空間和數(shù)據(jù)文件是物理存儲上的一對多的關(guān)系，表空間和段是邏輯存儲上的一對多的關(guān)系，段不直接和數(shù)據(jù)文件發(fā)生關(guān)系。一個段可以屬于多個數(shù)據(jù)文件，關(guān)于段可以指定擴(kuò)展到哪個數(shù)據(jù)文件上面。 ?
? 段基本可以分為以下四種 ?
? · 數(shù)據(jù)段 (Data ? Segment) ?
? · 索引段 (Index ? Segment) ?
? · 回滾段 (Rollback ? Segment) ?
? · 臨時段 (Temporary ? Segment) ?
? 3 、區(qū)間 (Extent) ?
? 關(guān)于 Extent 的翻譯有多種解釋，有的譯作擴(kuò)展，有的譯作盤區(qū)，我這里通常譯為區(qū)間。在一個段中可以存在多個區(qū)間，區(qū)間是為數(shù)據(jù)一次性預(yù)留的一個較大的存儲空間，直到那個區(qū)間被用滿，數(shù)據(jù)庫會繼續(xù)申請一個新的預(yù)留存儲空間，即新的區(qū)間，一直到段的最大區(qū)間數(shù) (Max ? Extent) 或沒有可用的磁盤空間可以申請。 ?
? 在 ORACLE8i 以上版本，理論上一個段可以無窮個區(qū)間，但是多個區(qū)間對 ORACLE 卻是有性能影響的， ORACLE 建議把數(shù)據(jù)分布在盡量少的區(qū)間上，以減少 ORACLE 的管理與磁頭的移動。 ?
? 4 、 Oracle 數(shù)據(jù)塊 (Block) ?
? ORACLE 最基本的存儲單位，他是 OS 數(shù)據(jù)塊的整數(shù)倍。 ORACLE 的操作都是以塊為基本單位，一個區(qū)間可以包含多個塊（如果區(qū)間大小不是塊大小的整數(shù)倍， ORACLE 實(shí)際也擴(kuò)展到塊的整數(shù)倍）。 ?
? 5 、基本表空間介紹 ?
? a. ? 系統(tǒng)表空間 ?
? 主要存放數(shù)據(jù)字典和內(nèi)部系統(tǒng)表基表 ?
? 查看數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典的 SQL ?
? select ? * ? from ? dict ?
? 查看內(nèi)部系統(tǒng)表的 SQL ?
? select ? * ? from ? v$fixed_view_definition ?
? DBA 對系統(tǒng)的系統(tǒng)表中的數(shù)據(jù)字典必須有一個很深刻的了解，他們必須準(zhǔn)備一些基礎(chǔ)的 SQL 語句，通過這些 SQL 可以立即了解系統(tǒng)的狀況和數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)，這些基本的 SQL 包括 ?
? 系統(tǒng)的剩余空間 ?
? 系統(tǒng)的 SGA ? ?
? 狀態(tài)系統(tǒng)的等待 ?
? 用戶的權(quán)限 ?
? 當(dāng)前的用戶鎖 ?
? 緩沖區(qū)的使用狀況等 ?
? 在成為 DBA ? 的道路上我們不建議你過分的依賴于 OEM/Quest ? 等優(yōu)秀的數(shù)據(jù)庫管理工具，因?yàn)樗麄儾焕谀銓?shù)據(jù)數(shù)據(jù)字典的理解， SQL 語句可以完成幾乎全部的數(shù)據(jù)庫管理工作。 ?
? 大量的讀少量的寫是該表空間的一個顯著的特點(diǎn)。 ?
? b. ? 臨時表空間 . ?
? 臨時表空間顧名思義是用來存放臨時數(shù)據(jù)的，例如排序操作的臨時空間，他的空間會在下次系統(tǒng)啟動的時候全部被釋放。 ?
? c. ? 回滾段表空間 ?
? i. ? 回滾段在系統(tǒng)中的作用 ?
? 當(dāng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新插入刪除等操作的時候，新的數(shù)據(jù)被更新到原來的數(shù)據(jù)文件，而舊的數(shù)據(jù) (Before ? Image) 就被放到回滾段中，如果數(shù)據(jù)需要回滾，那么可以從回滾段將數(shù)據(jù)再復(fù)制到數(shù)據(jù)文件中。來完成數(shù)據(jù)的回滾。在系統(tǒng)恢復(fù)的時候， ? 回滾段可以用來回滾沒有被 commit ? 的數(shù)據(jù)，解決系統(tǒng)的一直性讀。 ?
? ? ? ? ? ? ? 回滾段在什么情況下都是大量的寫，一般是少量讀，因此建議把回滾段單獨(dú)出來放在一個單獨(dú)的設(shè)備（如單獨(dú)的磁盤或 RAID ），以減少磁盤的 IO 爭用。 ? ?
? ii. ? 回滾段的工作方式 ?
? · 一個回滾表空間可以被劃分成多個回滾段 . ?
? · 一個回滾段可以保存多個會話的數(shù)據(jù) . ?
? · 回滾段是一個圓形的數(shù)據(jù)模型 ?
? 假設(shè)回滾段由 4 ? 個區(qū)間組成，他們的使用順序就是區(qū)間 1à 區(qū)間 2à 區(qū)間 3à 區(qū)間 4à 區(qū)間 1 。也就是說，區(qū)間是可以循環(huán)使用的，當(dāng)區(qū)間 4 到區(qū)間 1 的時候，區(qū)間 1 里面的會話還沒有結(jié)束 , ? 區(qū)間 4 用完后就不能再用區(qū)間 1, 這時系統(tǒng)必須分配區(qū)間 5 ，來繼續(xù)為其他會話服務(wù)服務(wù)。 ?
? 我們分析一個 Update ? 語句的完成 ?
? ① . ? 用戶提交一個 Update ? 語句 ?
? ② . ? Server ? Process ? 檢查內(nèi)存緩沖 . ?
? 如果沒有該數(shù)據(jù)塊的緩沖，則從磁盤讀入 ?
? i. ? 如果沒有內(nèi)存的有效空間， DBWR 被啟動將未寫入磁盤的臟緩沖寫入磁盤 ?
? ii. ? 如果有有效空間，則讀入 ?
? ③ . ? 在緩沖內(nèi)更新數(shù)據(jù) ?
? i. ? 申請一個回滾段入口，將舊數(shù)據(jù)寫如回滾段 ?
? ii. ? 加鎖并更新數(shù)據(jù) ?
? iii. ? 并在同時將修改記錄在 Redo ? log ? buffer 中 ?
? ④ . ? 用戶提交一個 Commit ? 語句 ?
? i. ? SCN 增加 ?
? ii. ? 將 Redo ? log ? buffer ? 寫入 Redo ? log ? file ?
? iii. ? 返回用戶 Commit ? 完成 ?

四、 ORACLE 核心初探 ?
? 1 、 LRU ? 算法和數(shù)據(jù)緩沖區(qū) ?
? 我們知道 Oracle ? 數(shù)據(jù)庫的文件大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 Oracle ? 的所擁有的內(nèi)存區(qū)域 SGA ， LRU 就是一種盡可能將常用的數(shù)據(jù)保留在內(nèi)存的算法。當(dāng)數(shù)據(jù)庫需要一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，他會從數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)的 LRU 隊(duì)列的尾部找一個空閑的緩沖，將一個數(shù)據(jù)塊讀入，然后數(shù)據(jù)庫會把這個緩沖區(qū)放到 LRU ? 隊(duì)列的中部，如果該緩沖被其他程序用到的話，那么他會往隊(duì)列的頭上移動，如果這個緩沖沒有被其他程序用到，并且沒有被修改過，那么他會慢慢的移動到 LRU ? 隊(duì)列的尾部，最終被認(rèn)為是空緩沖區(qū)被其他數(shù)據(jù)塊所覆蓋。一旦這個緩沖區(qū)被修改過 DBWR 把他從 LRU 隊(duì)列中移出，放到 LRUW ? 隊(duì)列 ( 也叫贓緩沖區(qū) ) 中，等待 DBWR 把他們批量寫入數(shù)據(jù)文件，然后再把他們的緩沖區(qū)連接到 LRU 隊(duì)列的尾部，周而復(fù)始的工作。 ?
? 理解 HASH 算法，為了提高速度 Oracle 在設(shè)計中采用了大量的 HASH 算法，這里我們講一下 HASH 算法的理論知識，在以后的閱讀中會對 Oracle 有更好的理解。 HASH 是一種以空間換取時間的做法。假如我有 100 萬條數(shù)據(jù)，以隊(duì)列的方式存儲，如果我要從里面找一條數(shù)據(jù)，那么我要從頭開始找，我所需要的空間是 100 萬個存儲單元，如果我用 HASH 的方法來存儲，我把存儲空間劃分為 1000*2000 的數(shù)組，把 100 萬個數(shù)據(jù)分別按照如下規(guī)則添入該數(shù)組： ?
? 1. ? 定義一個函數(shù)，使得每條數(shù)據(jù)對應(yīng)一個 0-999 的值 ?
? 2. ? 把該行記錄存儲在以函數(shù)返回值為下標(biāo)的數(shù)組里 ?
? 3. ? 我們稱該函數(shù)為 hash ? 函數(shù) f(row). ? hash ? 函數(shù)的返回值為 hash ? 值 . 數(shù)組為 ?
? hash ? 數(shù)組 HashArray[n][m]. ?
? 即有下列公式 ?
? find ? a ? unused ? buffer ? in ? HashArray[f(row)][?] ?
? HashArray[f(row)][?] ? = ? row; ?
? 這樣，當(dāng)我們需要一個行時候我們只需簡單的計算該行的 hash 值，然后到下標(biāo)為 hash 值的 hash 數(shù)組里找就可以了。即使用最簡單的方法也可以很快的找到 ?
? For ? (I=1;I<=2000; ? I ? ++) ?
? If ? (HashArray[f(row)][I] ? == ? row ? ) ? return; ?
? Next ?
? 當(dāng)然 HASH 算法還是很復(fù)雜的，這里只是一個最最簡單的例子。如果大家有興趣可以看看有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的資料 , 這里就不具體展開了。 ?
? ?
? 2 、 LATCH(Oracle 內(nèi)部鎖 ) ?
? 有許多人問我 Latch 和 Lock ? 的區(qū)別，其實(shí)很簡單， Latch 是 Oracle 內(nèi)部的 Lock ，他負(fù)責(zé)更為細(xì)小的內(nèi)部讀寫，比如 Oracle 要把用戶更新的數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)，這時候 Oracle 就會在該緩沖區(qū)上加上 latch ，用來防止 DBWR 把他寫出到磁盤，因?yàn)槿绻麤]有這個 Latch ， DBWR 會把一半新一半老沒有用的數(shù)據(jù)寫到磁盤上。 ?
? ?
? ?
? 五、常見問題 ?
? 1 、實(shí)例和 SID 的關(guān)系是什么？ ?
? 經(jīng)常有人問 SID ? 是什么？在 Oracle ? 系統(tǒng)中 SID ? 是一個經(jīng)常出現(xiàn)的變量，如環(huán)境變量 ORACLE_SID ， ? 初始化文件 initSID.ora ，那究竟什么是 SID ? 呢？其實(shí) SID ? 就是 Oracle ? 實(shí)例的標(biāo)識，不同的 SID ? 對應(yīng)不同的內(nèi)存緩沖 (SGA) 和不同的后臺進(jìn)程。這樣一來我們就可以得當(dāng)在一臺物理的服務(wù)器上可以有多個 SID ? 的數(shù)據(jù)庫實(shí)例。 ?
? 2 、 Oracle 數(shù)據(jù)庫和實(shí)例的關(guān)系是什么？ ?
? 數(shù)據(jù)庫是由物理文件和存取數(shù)據(jù)文件的實(shí)例組成，當(dāng)存取數(shù)據(jù)文件的實(shí)例是一個的時候，數(shù)據(jù)庫被稱做單節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫。這是我們看到的最多的數(shù)據(jù)庫形式。當(dāng)然還有一種多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，就是一個以上的實(shí)例共同訪問一個數(shù)據(jù)庫 ( 或者說共同訪問一組數(shù)據(jù)文件 ) ， ? 更好的提供穩(wěn)定性和并行處理能力。這在 8i 中被稱為 OPS(Oracle ? Parallel ? Server ? ) ，在 Oracle9i ? 中被稱為 RAC(real ? application ? cluster) 。在這種數(shù)據(jù)庫中。兩個 / 多個實(shí)例分別在不同服務(wù)器上，所有 Oracle ? 數(shù)據(jù)文件在共享的磁盤陣列上，多個服務(wù)器上的實(shí)例可以同時工作，他們通過一個內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。如果一臺服務(wù)器不能提供服務(wù)的話，另一臺會接管它的工作，特別是在關(guān)鍵的業(yè)務(wù)有很大的潛力。 ?
? 3 、在運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)文件中是不是可能存在沒有被提交的數(shù)據(jù)？ ?
? 這是可能存在的，因?yàn)橛脩魯?shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)是由 DBWR 寫入的， DBWR 是一個很底層的后臺進(jìn)程，不負(fù)責(zé)與用戶交互。用戶的交互是由 LGWR 完成的。 ?
? 4 、在問題 3 中，如果存在沒有寫入的數(shù)據(jù)，那么機(jī)器突然斷電，數(shù)據(jù)完整性會不會損壞？ ?
? 不會的，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫的完整性是 LGWR 來保證的，而且 ORACLE 保證了 DBWR 寫入數(shù)據(jù)文件的任何修改已經(jīng)被記錄在重做日志文件中。當(dāng)系統(tǒng)再次啟動的時候，通過讀取重做日志文件就可以知道那些數(shù)據(jù)沒有被提交。這時候 ORACLE ? 會自動回滾那些數(shù)據(jù)。所以說聯(lián)機(jī)日志的損壞，特別是當(dāng)前聯(lián)機(jī)日志的損壞，對數(shù)據(jù)庫的影響是巨大的，可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的不完整。 ?
? 5 、數(shù)據(jù)文件損壞會丟失數(shù)據(jù)嗎？ ?
? 可以這么說，如果你有備份和歸檔，就不會。因?yàn)樗袑?shù)據(jù)修改的記錄都在重做日志中有記錄，所以不會丟失數(shù)據(jù)，你只要恢復(fù)以前的備份再用歸檔日志文件恢復(fù)和當(dāng)前的在線重做日志就可以恢復(fù)所有數(shù)據(jù)。 ?
? 6 、在線重做日志損壞會丟失數(shù)據(jù)嗎？ ?
? 以上說了，在線日志對數(shù)據(jù)庫的損壞是極大的，所以不僅可能丟失數(shù)據(jù)，還可能引起數(shù)據(jù)庫的不同步。在重做日志中的所有 commit 的記錄都會丟失，這也是 Oracle ? 為什么要對在線重做日志文件做鏡像的原因。任何的數(shù)據(jù)丟失都是不允許的。 ?
? 7 、我在事務(wù)能不能指定不寫回滾段？ ?
? 不可以的，寫回滾段是 ORACLE 保證一致性讀和事務(wù)一致性的根本。回滾段是高寫入段，建議把它放到單獨(dú)的設(shè)備上來。 ?
? 對于 DDL 語句，如 DROP,TRUNCATE 卻可以不寫回滾段（沒有 UNDO 信息），所以對于整個表的刪除，如果數(shù)據(jù)量比較大，建議用 Truncate ? Table 的方法。 ?
? 不寫聯(lián)機(jī)日志也是不可能的，但可以在某些特定操作中，可以寫很少的聯(lián)機(jī)日志，如以 NOLOGGING 的方式通過 Create ? table ? tablename ? as ? select 創(chuàng)建表，或以 Append 的方式 Insert 數(shù)據(jù)到表，或直接載入等操作。 ?
? 六、小結(jié) ?
? 這里，我們了解了實(shí)例和數(shù)據(jù)庫的關(guān)系，一個數(shù)據(jù)庫可以有多個實(shí)例，但是一個實(shí)例卻不可能對應(yīng)多個數(shù)據(jù)庫，在一般的情況下，我們都是用的單節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，即一個實(shí)例僅僅對應(yīng)一個數(shù)據(jù)庫。 ?
? 我們了解了 ORACLE 實(shí)例的組成，包括內(nèi)存和后臺進(jìn)程，進(jìn)一步解釋了 SGA 的組成與 SGA 的作用，并分析了語句重用的好處。在后臺進(jìn)程中，重要的闡述了 DBWR 與 LGWR ，其中 DBWR 是一個底層的由 ORACLE 控制的后臺進(jìn)程，而 LGWR 負(fù)責(zé)與用戶交互 . ?
? 在 ORACLE 數(shù)據(jù)庫中 , 我們重要闡述了數(shù)據(jù)庫的物理與邏輯結(jié)構(gòu)，在物理結(jié)構(gòu)中，需要注意四類以下文件：控制文件，聯(lián)機(jī)日志，數(shù)據(jù)文件與參數(shù)文件。在邏輯結(jié)構(gòu)中，需要清楚每個邏輯結(jié)構(gòu)的關(guān)系，從大到小的順序?yàn)椋罕砜臻g à 段 à 區(qū)間 à 塊。 ?
? 最后，簡單的描敘了兩個 ORACLE 的核心內(nèi)容， LRU 算法與 LATCH ，并初步闡述了 HASH 算法的相關(guān)內(nèi)容。有關(guān) ORACLE 更多的核心內(nèi)容，可以參考相關(guān)資料。 ?