数据库基本架构课件.ppt

1、目标目标在完成本节课后，你应该能够：在完成本节课后，你应该能够：描述描述OracleOracle服务器的体系结构及其主要组件服务器的体系结构及其主要组件 列出在用户连接到列出在用户连接到OracleOracle实例涉及的结构实例涉及的结构概述概述DatabaseInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolData dict.cacheLibrarycache PMON DBW0SMON LGWRCKPTOthersUserprocessServerprocessPGAControl filesData files Redo logfi

2、lesArchived log filesParameterfilePasswordfileOracle服务器服务器一个一个Oracle服务器服务器 以一个提供了一套开放的、完以一个提供了一套开放的、完整的、综合的信息管理方式的整的、综合的信息管理方式的数据库管理系统数据库管理系统 由一个由一个Oracle实例和一个实例和一个Oracle数据库组成数据库组成Oracle 实例实例Background processesMemory structures一个一个Oracle 实例：实例：是访问是访问Oracle 数据库的一种方法数据库的一种方法 总是打开一个并且仅仅一个数据库总是打开一个并且仅仅

3、一个数据库 包括内存和进程结构包括内存和进程结构 V$bgprocessOracle数据库数据库PasswordfileParameterfileArchivedlog filesDatabaseData files Control filesRedo logfiles一个一个Oracle数据库包括：数据库包括：是作为一个单元的数据集合是作为一个单元的数据集合 有三种文件类型有三种文件类型物理结构Oracle数据库的物理结构是由为数据信息提供实际物数据库的物理结构是由为数据信息提供实际物理存储的操作系统文件来决定的：理存储的操作系统文件来决定的：控制文件控制文件 数据文件数据文件 重做日志文件

4、重做日志文件文件头文件头数据文件数据文件（包括数（包括数据字典）据字典）联机重做联机重做日志文件日志文件控制控制文件文件内存结构Oracle的内存结构有两个区域组成：的内存结构有两个区域组成：系统全局区（系统全局区（SGA）：在实例启动的时候分配，是）：在实例启动的时候分配，是Oracle实例的基本结构实例的基本结构 程序全局区（程序全局区（PGA）：当服务器进程启动的时候分配）：当服务器进程启动的时候分配系统全局区（SGA）SGA有几个内存结构组成：有几个内存结构组成：在在SGA中有两个可选的内存结构：中有两个可选的内存结构：共享池共享池 数据库高速缓存数据库高速缓存 重做日志缓存重做日志缓

5、存 其它结构（例如锁和闩锁，数据状态）其它结构（例如锁和闩锁，数据状态）大池大池 JAVA池池系统全局区（系统全局区（SGA）SGA是动态的，大小由是动态的，大小由SGA_MAX_SIZE指定指定 SGA内存由内存由SGA的组件以细粒为单位进行分的组件以细粒为单位进行分配和跟踪配和跟踪连续的内存分配连续的内存分配基于基于SGA_MAX_SIZE分配尺寸分配尺寸共享池共享池Shared poolDatadictionarycacheLibrarycache共享池用来储存最近执行过的共享池用来储存最近执行过的SQL语句和最近使用语句和最近使用过的数据定义过的数据定义 它包含两个关键的和性能有关的内

6、存结构它包含两个关键的和性能有关的内存结构 库缓存库缓存 数据字典缓存数据字典缓存 大小由大小由SHARED_POOL_ SIZE确定确定 ALTER SYSTEM SETSHARED_POOL_SIZE=64M;库缓存库缓存库缓存储存最近执行过的库缓存储存最近执行过的SQL和和PL/SQL语句信息。语句信息。库缓存：库缓存：允许共享常用的语句允许共享常用的语句 由由LRU算法管理算法管理 由两个结构组成由两个结构组成 共享共享SQL区区 共享共享PL/SQL区区 通过设置共享池来决定它的大小通过设置共享池来决定它的大小数据字典缓存数据字典缓存数据字典缓存收集了最近使用过的数据库中的定义。数据

7、字典缓存收集了最近使用过的数据库中的定义。它的信息包括数据库文件、表、索引、列、用它的信息包括数据库文件、表、索引、列、用户、权限和其它数据库对象户、权限和其它数据库对象 在分析阶段，服务进程查询数据字典解析对象在分析阶段，服务进程查询数据字典解析对象命名和验证访问的有效性命名和验证访问的有效性 把数据字典信息缓存进内存可以提高检索的响把数据字典信息缓存进内存可以提高检索的响应速度应速度 通过设置共享池来决定它的大小通过设置共享池来决定它的大小数据库高速缓冲区数据库高速缓冲区储存了从数据文件中检索到的数据库高速缓冲区储存了从数据文件中检索到的数据块的镜像拷贝数据块的镜像拷贝 这让你在获取和修改

8、数据的时候大大地提高这让你在获取和修改数据的时候大大地提高了性能了性能 通过通过LRU算法管理算法管理 DB_BLOCK_SIZE决定了主块大小决定了主块大小Data buffercache数据库高速缓冲区 由独立的子缓冲组成：由独立的子缓冲组成：DB_CACHE_SIZE DB_KEEP_CACHE_SIZE DB_RECYCLE_CACHE_SIZE 数据库高速缓冲可以用数据库高速缓冲可以用ALTER SYSTEM命令来动命令来动态设置大小尺寸态设置大小尺寸 DB_CACHE_ADVICE可以设置来收集预设的不同可以设置来收集预设的不同缓冲的行为统计缓冲的行为统计ALTER SYSTEM

9、SET DB_CACHE_SIZE=96M;重做日志缓冲区重做日志缓冲区重做日志缓冲区记录了数据库数据块的所有改变重做日志缓冲区记录了数据库数据块的所有改变 主要是为了恢复主要是为了恢复 修改记录在这里叫重做条目修改记录在这里叫重做条目 重做条目包含了重构和重做修改信息重做条目包含了重构和重做修改信息Redo logbuffer 由由LOG_BUFFER定义大小定义大小大池大池 它为共享池减轻负担它为共享池减轻负担 这个内存区域主要用于会话内存（这个内存区域主要用于会话内存（UGA），），I/O子进程，备份和恢复操作子进程，备份和恢复操作 不像共享池，大池不使用不像共享池，大池不使用LRU列表

10、列表 由由LARGE_POOL_SIZE定义大小定义大小大池在大池在SGA中是一个可选的内存区域，只有在共中是一个可选的内存区域，只有在共享服务器环境才会配置享服务器环境才会配置ALTER SYSTEM SET LARGE_POOL_SIZE=64M;JAVA池池JAVA池为池为JAVA命令的解析要求服务命令的解析要求服务 如果安装了和使用如果安装了和使用JAVA的话就需要的话就需要JAVA池池 储存的方式跟储存的方式跟PL/SQL储存在数据库表中十储存在数据库表中十分相似分相似 由参数由参数JAVA_POOL_SIZE指定大小指定大小程序全局区程序全局区(PGA)PGA是为每个连接到是为每个

11、连接到Oracle数据库的用户进程所保数据库的用户进程所保留的内存空间留的内存空间用户进程用户进程服务器进程服务器进程共享共享SQL区区共享共享SQL区区SGASGAPGA专有服务器进程专有服务器进程共享服务器进程共享服务器进程堆栈堆栈空间空间堆栈堆栈空间空间会话信息、会话信息、游标信息、游标信息、排序区排序区游标信息、游标信息、排序区排序区会话信息会话信息进程结构进程结构一个一个Oracle进程是一个基于某种类型的程序，进程是一个基于某种类型的程序，能够收集信息、执行一系列的步骤或完成一个能够收集信息、执行一系列的步骤或完成一个特定的任务。特定的任务。Oracle得益于各种类型的进程：得益于

12、各种类型的进程：用户进程：在用户请求连接到用户进程：在用户请求连接到Oracle服务器服务器的时候开始的时候开始 服务器进程：当一个用户建立一个会话的时服务器进程：当一个用户建立一个会话的时候启动并连接到数据库实例候启动并连接到数据库实例 后台进程：数据库实例启动的时候同时启动后台进程：数据库实例启动的时候同时启动用户进程用户进程用户进程是请求与用户进程是请求与Oracle服务器进程进行交互服务器进程进行交互的程序的程序 必须首先建立连接必须首先建立连接 并不是直接跟并不是直接跟Oracle服务器交换信息服务器交换信息服务器进程服务器进程数据库用户数据库用户建立连接建立连接建立会话建立会话服务

13、器进程是直接与服务器进程是直接与Oracle服务器进程进行交互服务器进程进行交互的程序的程序 它履行调用同时返回结果它履行调用同时返回结果 可以为专有或者共享服务器可以为专有或者共享服务器后台进程后台进程物理结构和内存结构之间的关系由物理结构和内存结构之间的关系由Oracle后后台进程来维护台进程来维护 强制性后台进程强制性后台进程 可选后台进程可选后台进程DBWn PMON CKPTLGWR SMONRECOARCn LMON SnnnQMNnLMDnCJQ0 PnnnLCKn Dnnn数据库写数据库写(DBW0)DatabaseControl filesData files Redo lo

14、gfilesInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolDBWnDBWn写的时机：写的时机：脏缓冲区到达上限脏缓冲区到达上限 空闲缓冲区很少空闲缓冲区很少 超时超时 发生检查点发生检查点 RAC的的PING请求请求 表空间脱机表空间脱机 表空间只读表空间只读 表被表被DROP或或TRUNCATE 表空间表空间BEGIN BACKUP日志写日志写(LGWR)DatabaseInstanceLGWRSGARedo logbufferData buffercacheShared poolControl filesData files Red

15、o logfilesLGWR 在下列情况下写在下列情况下写日志：日志：提交提交 重做日志缓冲区三分重做日志缓冲区三分之之 一满一满 重做超过重做超过1 MB 在在DBWn写之前写之前DBWnSMON:系统监测系统监测DatabaseInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolControl filesData files Redo logfilesSMON 自动恢复实例自动恢复实例前滚重做日志前滚重做日志中的修改中的修改打开数据库允打开数据库允许用户访问许用户访问回滚未提交的回滚未提交的事务事务 合并空闲空间合并空闲空间 释放临时段释

16、放临时段PMON:进程监测进程监测InstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolPMONPGA区区在进程失败后执在进程失败后执行清除工作：行清除工作：回滚事务回滚事务 释放锁释放锁 释放其他资释放其他资源源 重启死掉的重启死掉的调调 度器度器检查点（检查点（CKPT）DatabaseControl filesData files Redo logfilesInstanceSGARedo logbufferData buffercacheShared poolDBWn LGWR CKPT负责：负责：在发生检查点的时在发生检查点的时候发信号

17、给候发信号给DBWn 用检查点信息更新用检查点信息更新数据文件头数据文件头 用检查点信息更新用检查点信息更新控制文件控制文件归档归档 可选的后台进程可选的后台进程 如果设置了如果设置了ARCHIVELOG模式，自动归档联模式，自动归档联机重做日志机重做日志 保留对数据库做出的所有修改保留对数据库做出的所有修改DatabaseControl filesData files Archived logfilesRedo logfilesARCn逻辑结构逻辑结构Oracle架构的逻辑结构描述了数据库的物理空间架构的逻辑结构描述了数据库的物理空间是如何使用的。是如何使用的。在这个结构中存在一个这样的层次

18、，它包括表空在这个结构中存在一个这样的层次，它包括表空间、段、片和块间、段、片和块TablespaceData fileSegmentSegmentExtentBlocks数据库表空间及数据库文件数据库表空间及数据库文件概述概述DatabaseControlfilesRedo logfilesData filesSYSTEM 和和Non-SYSTEM 表空间表空间 SYSTEM 表空间：表空间：在数据库创建时创建在数据库创建时创建 包含数据字典包含数据字典 包含包含SYSTEM 回滚段回滚段 Non-SYSTEM 表空间：表空间：独立的段独立的段 简化空间管理简化空间管理 控制给用户分配的空间

19、控制给用户分配的空间创建表空间创建表空间CREATE TABLESPACE userdataDATAFILE/u01/oradata/userdata01.dbf SIZE 100MAUTOEXTEND ON NEXT 5M MAXSIZE 200M;表空间中的空间管理表空间中的空间管理 本地管理表空间：本地管理表空间：空闲片记录在位图中空闲片记录在位图中 每一位对应一块或者块组每一位对应一块或者块组 位值表示空闲或已使用位值表示空闲或已使用 字典管理的表空间：字典管理的表空间：默认技术默认技术 空闲片记录在数据字典中空闲片记录在数据字典中本地管理表空间本地管理表空间CREATE TABLES

20、PACE userdataDATAFILE/u01/oradata/userdata01.dbf SIZE 500MEXTENT MANAGEMENT LOCAL UNIFORM SIZE 256K;减少数据字典表的竞争减少数据字典表的竞争 不会产生回滚不会产生回滚字典管理表空间字典管理表空间CREATE TABLESPACE userdataDATAFILE/u01/oradata/userdata01.dbf SIZE 500MEXTENT MANAGEMENT DICTIONARYDEFAULT STORAGE(initial 1M NEXT 1M);片由数据字典管理片由数据字典管理 储

21、存在表空间的每一个段都会有不同的储存子句储存在表空间的每一个段都会有不同的储存子句改变储存设置改变储存设置ALTER TABLESPACE userdata MINIMUM EXTENT 2M;ALTER TABLESPACE userdataDEFAULT STORAGE(INITIAL 2MNEXT 2MMAXEXTENTS 999);回滚表空间回滚表空间 用来储存回滚段用来储存回滚段 不能包含任何其他对象不能包含任何其他对象 是本地管理的是本地管理的 在在CREATE TABLESPACE命令中只能使用命令中只能使用DATAFILE和和EXTENT MANAGMENT子句子句CREATE

22、 UNDO TABLESPACE undo1DATAFILE/u01/oradata/undo101.dbf SIZE 40M;临时表空间临时表空间CREATE TEMPORARY TABLESPACE tempTEMPFILE/u01/oradata/temp01.dbf SIZE 500MEXTENT MANAGEMENT LOCAL UNIFORM SIZE 10M;用于排序操作用于排序操作 不能包含任何永久对象不能包含任何永久对象 推荐本地管理片推荐本地管理片缺省临时表空间缺省临时表空间 允许你指定一个数据库范围的缺省临时表空间允许你指定一个数据库范围的缺省临时表空间 省去了使用省去了

23、使用SYSTEM表空间作为临时数据的排序之用表空间作为临时数据的排序之用 可以使用可以使用CREATE DATABASE或者或者ALTER DATABASE命令创建命令创建 当使用当使用CREATE DATABASE命令创建的时候，缺省临命令创建的时候，缺省临时表空间是本地管理的时表空间是本地管理的缺省临时表空间的限制缺省临时表空间的限制 在新的缺省临时表空间没有确立的时候是不能删在新的缺省临时表空间没有确立的时候是不能删除的。除的。不能设为脱机不能设为脱机 不能把缺省临时表空间改成永久表空间不能把缺省临时表空间改成永久表空间脱机状态脱机状态 脱机表空间无法用于数据访问脱机表空间无法用于数据访

24、问 某些表空间必须联机：某些表空间必须联机：SYSTEM 包含活动回滚段的表空间包含活动回滚段的表空间 缺省临时段缺省临时段 把表空间设置为脱机：把表空间设置为脱机：把表空间设置为联机：把表空间设置为联机：ALTER TABLESPACE userdata OFFLINE;ALTER TABLESPACE userdata ONLINE;只读表空间只读表空间ALTER TABLESPACE userdata READ ONLY;表空间只能进行读操作表空间只能进行读操作 可以从表空间中删除对象可以从表空间中删除对象 要在可移动介质驱动器上创建只读表空间：要在可移动介质驱动器上创建只读表空间：AL

25、TER TABLESPACEREAD ONLY;把数据移动到把数据移动到WORM驱动器驱动器 ALTER TABLESPACE.RENAME DATAFILE.;删除表空间删除表空间 从数据字典中删除表空间从数据字典中删除表空间 内容从数据字典中移走内容从数据字典中移走 加上加上AND DATAFILES子句选项的话子句选项的话OS文件可以文件可以一起删除：一起删除：DROP TABLESPACE userdata INCLUDING CONTENTS AND DATAFILES;改变表空间的大小改变表空间的大小 添加数据文件添加数据文件 修改数据文件的大小修改数据文件的大小 自动自动 手动手

26、动Tablespace APP_DATA 100Mapp_data_02.dbfapp_data_01.dbf200Mapp_data_03.dbf 100M100M允许数据文件自动扩展允许数据文件自动扩展ALTER DATABASE DATAFILE /u01/oradata/userdata02.dbf SIZE 200M AUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE 500M;100M100M200M200Mapp_data_01.dbfapp_data_02.dbfapp_data_03.dbfapp_data_04.dbf手动修改数据文件的大小手动修改数据文件的大小A

27、LTER DATABASEDATAFILE/u03/oradata/userdata02.dbfRESIZE 200M;Tablespace APP_DATA 100M100M100M200M200Mapp_data_01.dbf app_data_02.dbfapp_data_03.dbf app_data_04.dbf添加数据文件到表空间添加数据文件到表空间ALTER TABLESPACE app_data ADD DATAFILE/u01/oradata/userdata03.dbf SIZE 200M;Tablespace APP_DATA100M100M200Mapp_data_01

28、.dbfapp_data_02.dbfapp_data_03.dbf移动数据文件：移动数据文件：ALTER TABLESPACE 表空间必须脱机表空间必须脱机 目标数据文件必须存在目标数据文件必须存在ALTER TABLESPACE userdata RENAME DATAFILE/u01/oradata/userdata01.dbf TO/u02/oradata/userdata01.dbf;移动数据文件：移动数据文件：ALTER DATABASE 数据库必须数据库必须MOUNT 目标数据文件必须存在目标数据文件必须存在ALTER DATABASE RENAME FILE/u01/orada

29、ta/system01.dbf TO/u03/oradata/system01.dbf;为数据库的创建为数据库的创建配置配置Oracle管理文件管理文件 用用OMF创建表空间需要配置一个初始化参数。创建表空间需要配置一个初始化参数。DB_CREATE_FILE_DEST:指定了数据文件的缺指定了数据文件的缺省路径。省路径。这个初始化参数可以在初始化文件里设置或者用这个初始化参数可以在初始化文件里设置或者用ALTER SYSTEM命令动态设置：命令动态设置：ALTER SYSTEM SETdb_create_file_dest=/u01/oradata/db01;用用OMF创建表空间创建表空间

30、如果使用了如果使用了OMF配置，配置，CREATE TABLESPACE命令就命令就不需要不需要DATAFILE子句了。子句了。数据文件会被创建在数据文件会被创建在DB_CREATE_FILE_DEST指定的指定的文件系统里。文件系统里。缺省情况下文件大小是缺省情况下文件大小是100M，无限制地动态增长。，无限制地动态增长。当表空间被删除了，所有的文件也会在操作系统级被当表空间被删除了，所有的文件也会在操作系统级被删除。删除。OMF可以加到一个已经存在的表空间里。可以加到一个已经存在的表空间里。CREATE TABLESPACE apps2_data DATAFILE SIZE 20M;获取表空间信息获取表空间信息 表空间信息：表空间信息：DBA_TABLESPACES V$TABLESPACE 数据文件信息：数据文件信息：DBA_DATA_FILES V$DATAFILE 临时文件信息：临时文件信息：DBA_TEMP_FILES V$TEMPFILE