Oracle专家高级编程 第二章 服务器和文件

文件，参数文件、数据文件、临时数据文件和重做日志文件

系统全局区域，SGA、PGA和UGA

物理进程与线程，服务器进程、后台进程和从属进程

服务器#

• 数据库--物理操作系统文件的集合
• 实例--一组Oracle和SGA

一组数据库可以被多个实例安装（mount）和打开（open）

在任何时候，实例可以及时装载并打开一个单独的数据库

Oracle抽象图

Oracle拥有大块的内存--SGA#

• SGA中，Oracle存储着许多所有进程都要访问的内部数据结构
• 高速缓存从磁盘上获得的数据
• 重做数据写入磁盘前，进行高速缓存
• 保存已分析的SQL方案

UNIX中，物理地随着于大的共享内存段上--位于OS中可以被许多进程同时访问

Windows中，她们使用C的调用函数malloc()分配内存

Oracle后台进程#

在UNIX中，只有一个Oracle程序，有多个后台进程

Oracle在登陆时创建一个进程，专用服务器配置

客户进程将在TCP/IP套接字这样的一些网络管道中，与专用服务器连接，接收SQL并运行

Oracle的MTS模式#

对大批用户使用一个"共享服务器"池，共享服务器是一个连接池机制

MTS模式与专用服务器之间的区别#

• 连接到数据库的客户端进程可以直接与专用服务器对话
• 共享服务器有一套自己的对话机制：分配器（dispatcher）

dispatcher将客户端请求放入SGA中的请求队列

• 放入队列，排队等待取出
• 取出队列处理
• 服务完成，放入响应队列，由分配器选择，传送回客户端

TNS、SID和TNS Listener#

• TNS代表透明网路底层，Transparent Network Substrate
• 内建于Oracle客户端的平台软件，它处理远程连接--允许进行对等通信
• TNS连接串通知Oracle软件如何连接到远程数据库
• TNS连接串告诉Oracle软件如何连接到远程数据库，读取TNSNANES.ORA，纯文本配置文件
• SID，Site Identifier，站点标识符

在网络上，服务器会运行一个称为TNS Listener的进程#

这个监听器进程实际连接到数据库，收到入站连接请求时，先检查这个请求，使用它自己的配置文件

拒绝请求或者接受请求，完成连接

如果使用专用服务器连接，监听器进程创建一个专用服务器，UNIX上，通过fork和exec系统调用完成

监听器进程请求数据库进程创建一个新的线程，客户机被重定向（redirected）到线程

如果做出MTS请求，监听器行为将会不同，监听器进程知道我们在数据库运行的分配器

当收到连接请求时，监听器将从可用的分配器池中选择一个分配器进程

文件#

参数文件#

• TNSNAMES.ORA
• SQLNET.ORA
• PROTOCOL.ORA
• NAMES.ORA
• CMAN.ORA
• LDAP.ORA

数据库的参数文件，init.ora文件，定义了各种环境变量和启动时候的配置参数

数据文件#

真正的数据库至少有两个文件--系统SYSTEM和用户USER

段segment（存储对象的物理映射）#

• 段是数据对象，消耗空间--对象，如表、索引、回滚段
• 创建表的时候，创建一个表段
• 创建分区的时候，创建一个分区段
• 创建索引的时候，创建一个索引段
• 每一个消耗存储空间的对象都被存储到一个单独的段中
• 回滚段、临时段、聚簇段、索引段

盘区extent#

• 由块组成，是一个连续的分配空间
• 盘区内空间连续，盘区外空间可以不连续
• 块是Oracle中空间分配最小单元，是存储数据行、索引项、临时排序结果的地方
• 块是Oracle读写磁盘的对象，通常2KB，4KB，8KB

块block#

块头

• 包含关于块类型（表块、索引块等等）信息，块上活动和过时事务信息，磁盘上块的地址信息
• 表目录，包含各行表的信息
• 行目录，包含块中发现的描述行的信息

块开销：块头，表目录，行目录

表空间tablespace#

表空间是一个容器，保存段，每个段恰好属于一个表空间

表空间本身是一个有一个或多个与之相关联的数据文件

表空间给定任何一个段的盘区完全包含在一个数据文件中，一个段可以拥有来自许多不同数据文件中的盘区

表空间是一个逻辑存储容器

Oracle中存储的层次结构

• 数据库由一个或多个表空间组成
• 表空间由一个或多个数据文件组成，一个表空间包含段
• 段（表、索引）由一个或多个盘区组成，段存在于表空间，但在表空间可以有许多数据文件数据

表空间字典管理#

在数据字段表中管理表空间的空间

请求胸获得一个盘区，Oracle会到它的数据字典表中，发现空间随后更新一个表中的行，并在另一个表插入

Oracle8之后引入本地表空间，使用位图bitmap管理

临时文件#

当内存不足以在RAM中保存一个大规模排序操作的中间结果或结果集时，Oracle使用临时文件存储它们

临时表或临时索引是可能存储到临时文件的

临时文件不生成UNDO重做日志，之生成UNDO撤销日志

控制文件#

控制文件比较小，最大到64MB，包含oracle需要的其他文件目录

init.ora通知实例oracle所在的位置和其他信息

控制文件应该由硬件或镜像不可用时多路复用，即有多个副本

丢失控制文件是知名的

重做日志文件（redo log）#

用于恢复数据，比如突然掉电，故障宕机，使用redo恢复到电源停止前一刻

如果磁盘永久故障，oracle使用归档的redo

oracle每之行一个操作都会生成一个redo

联机重做日志#

至少有两个联机重做文件，这种文件大小固定，以循环的方式使用

日志切换，如上图，写满log1，然后去写log2，写满log2，然后去写log3

日志切换可能会临时挂起

检查点checkpointing#

数据库区高速缓存是数据库临时存储数据的地方，是Oracle中SGA的结构

当commit时，修改永久化，oracle将重做日志缓冲期写到联机重做日志中

• 只要修改的块在Cache中而不在磁盘上，就需要联机重做日志的内容

DBWa，负责在缓冲区高速缓存溢出的时候创造空间，执行检查点

检查点是从缓冲区高速缓存到磁盘上脏块的刷新，当日志切换的时候oracle初始化一个检查点

不同的应用程序将生成不同的数量的联机重做日志

DSS（决策支持系统，Decision Support System）将自然生成重要的联机重做日志

DSS比OLTP（transaction processing）系统生成得少

• 备用数据库，重做日志填满后发送到另一台机器，小的重做日志文件更合适
• 许多用户修改相同的块，需要大的重做日志，每个人都修改相同的块，日志切换触发检查点
• 恢复的平均时间，保证恢复需要尽可能少的时间，需要较小的重做日志文件

归档重做日志#

Oracle可以运行在归档模式和非归档模式

如果不用归档，系统不实用，丢失数据不可避免，二者区别就在于重用重做日志文件做了哪些工作

若没有使用归档模式，硬盘发生故障，则必须

• 取消与失败硬盘相关的表空间
• 恢复某个结点的数据，丢失一段时间的工作