oracle 資料庫啟動階段分析
Oracle Server主要由兩部分組成：Instance 和Database 。Instance 是指一組後臺程序/執行緒和一塊共享記憶體區域，而 Database是指儲存在磁碟上的一組物理檔案。本文由資料庫 如何啟動入手。
資料庫的啟動
首先來分析一下資料庫的啟動過程，Oracle 資料庫的啟動主要包含 3 個步驟：
（1）啟動資料庫到 nomount 狀態；
（2）啟動資料庫到 mount 狀態；
（3）啟動資料庫到 open 狀態。
下面逐個來看看各個步驟的具體過程以其含義。
1. 啟動資料庫到nomount 狀態
在啟動的第一步驟，Oracle 首先尋找引數檔案（pfile/spfile ），
在這裡可以看到，只要擁有了一個引數檔案，就可以憑之啟動例項（Instance）， 這一步 驟並不需要任何控制檔案或資料檔案的參與。
在建立資料庫時，如果在這一步驟就出現問題，那麼通常可能是系統配置（核心引數等）存在問題，使用者需要檢查是否分配了足夠的系統資源等。 來看一下啟動到 nomount 狀態的過程：
[oracle@dbtest dbs]$ cd $ORACLE_HOME/dbs [oracle@dbtest dbs]$ ls hc_orcl.dat init.ora initorcl.ora lkORCL orapworcl spfileorcl.ora [oracle@dbtest dbs]$ sqlplus / as sysdba SQL*Plus: Release 11.2.0.1.0 Production on Wed May 4 10:36:45 2016 Copyright (c) 1982,2009,Oracle. All rights reserved. Connected to an idle instance. SQL> startup nomount; ORACLE instance started. Total System Global Area 1152450560 bytes Fixed Size 2212696 bytes Variable Size 922750120 bytes Database Buffers 218103808 bytes Redo Buffers 9383936 bytes SQL>
注意這裡，Oracle 根據引數檔案的內容，建立了 instance ，分配了相應的記憶體區域，啟 動了相應的後臺程序。 此時觀察警報日誌檔案（alert_<sid>.log ; show parameter dump檢視路徑），可以看到這一階段的啟動過程，讀取引數 檔案，應用引數啟動例項，所有在引數檔案中定義的非預設引數都會記錄在警報日誌檔案中：
Starting up: Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - 64bit Production With the Partitioning,OLAP,Data Mining and Real Application Testing options. Using parameter settings in server-side spfile /u01/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/spfileorcl.ora System parameters with non-default values: processes = 150 sga_target = 176M memory_target = 1104M memory_max_target = 1104M control_files = "/u01/app/oracle/oradata/orcl/control01.ctl" control_files = "/u01/app/oracle/flash_recovery_area/orcl/control02.ctl" db_block_size = 8192 compatible = "11.2.0.0.0" db_recovery_file_dest = "/u01/app/oracle/flash_recovery_area" db_recovery_file_dest_size= 3882M undo_tablespace = "UNDOTBS1" remote_login_passwordfile= "EXCLUSIVE" db_domain = "oracle.com" global_names = FALSE dispatchers = "(PROTOCOL=TCP) (SERVICE=orclXDB)" shared_servers = 5 audit_file_dest = "/u01/app/oracle/admin/orcl/adump" audit_trail = "DB" db_name = "orcl" open_cursors = 300 diagnostic_dest = "/u01/app/oracle"
然後後臺程序依次啟動：
Wed May 04 10:36:55 2016 PMON started with pid=2,OS id=3128 Wed May 04 10:36:55 2016 VKTM started with pid=3,OS id=3132 at elevated priority VKTM running at (10)millisec precision with DBRM quantum (100)ms Wed May 04 10:36:55 2016 GEN0 started with pid=4,OS id=3138 Wed May 04 10:36:55 2016 DIAG started with pid=5,OS id=3142 Wed May 04 10:36:55 2016 DBRM started with pid=6,OS id=3146 Wed May 04 10:36:55 2016 PSP0 started with pid=7,OS id=3150 Wed May 04 10:36:55 2016 DIA0 started with pid=8,OS id=3158 Wed May 04 10:36:55 2016 MMAN started with pid=9,OS id=3162 Wed May 04 10:36:55 2016 DBW0 started with pid=10,OS id=3166 Wed May 04 10:36:55 2016 LGWR started with pid=11,OS id=3170 Wed May 04 10:36:55 2016 CKPT started with pid=12,OS id=3175 Wed May 04 10:36:55 2016 SMON started with pid=13,OS id=3179 Wed May 04 10:36:55 2016 RECO started with pid=14,OS id=3184 Wed May 04 10:36:55 2016 MMON started with pid=15,OS id=3189 starting up 1 dispatcher(s) for network address '(ADDRESS=(PARTIAL=YES)(PROTOCOL=TCP))'... Wed May 04 10:36:55 2016 MMNL started with pid=16,OS id=3193 starting up 5 shared server(s) ... ORACLE_BASE from environment = /u01/app/oracle
這裡注意一下 Oracle選擇引數檔案的順序:
Oracle 首選spfile<sid>.ora檔案作為啟動引數檔案；如果該檔案不 存在，Oracle選擇spfile.ora 檔案；如果前兩者都不存在，Oracle將會選擇 init<sid>.ora檔案；如果以上 3 個檔案都不存在，Oracle 將無法建立和啟動 instance,Oracle將無法啟動。
使用者可以在SQL*PLUS 中通過show parameter spfile 命令來檢查資料庫是否使用了 spfile檔案，如果 value 不為Null，則資料庫使用了 spfile檔案：
SQL> show parameter spfile
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
spfile string /u01/app/oracle/product/11.2.0
/db_1/dbs/spfileorcl.ora
SQL>
這時候也可以從作業系統檢視啟動了的後臺進:
[root@dbtest trace]# ps -ef|grep ora_ oracle 3128 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_pmon_orcl oracle 3132 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_vktm_orcl oracle 3138 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_gen0_orcl oracle 3142 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_diag_orcl oracle 3146 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_dbrm_orcl oracle 3150 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_psp0_orcl oracle 3158 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_dia0_orcl oracle 3162 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_mman_orcl oracle 3166 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_dbw0_orcl oracle 3170 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_lgwr_orcl oracle 3175 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_ckpt_orcl oracle 3179 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_smon_orcl oracle 3184 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_reco_orcl oracle 3189 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_mmon_orcl oracle 3193 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_mmnl_orcl oracle 3197 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_d000_orcl oracle 3201 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_s000_orcl oracle 3205 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_s001_orcl oracle 3209 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_s002_orcl oracle 3213 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_s003_orcl oracle 3217 1 0 10:36 ? 00:00:00 ora_s004_orcl root 3358 3253 0 10:50 pts/3 00:00:00 grep ora_
如果這3 個檔案都不存在，Oracle 將無法啟動：
[oracle@dbtest dbs]$ mv init.ora init.ora.bak [oracle@dbtest dbs]$ mv initorcl.ora initorcl.ora.bak [oracle@dbtest dbs]$ mv spfileorcl.ora spfileorcl.ora.bak [oracle@dbtest dbs]$ ls hc_orcl.dat init.ora.bak initorcl.ora.bak lkORCL orapworcl spfileorcl.ora.bak [oracle@dbtest dbs]$ sqlplus / as sysdba SQL*Plus: Release 11.2.0.1.0 Production on Wed May 4 10:55:42 2016 Copyright (c) 1982,Oracle. All rights reserved. Connected to an idle instance. SQL> startup nomount; ORA-01078: failure in processing system parameters LRM-00109: could not open parameter file '/u01/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/initorcl.ora'
在Oracle整個啟動過程中，引數檔案是寫在應用程式中的硬程式碼，按照如上順序進行查 找，不能改變Oracle的搜尋路徑及行為，但是如果引數檔案不在相應的位置，在Linux/UNIX 系統上，可以通過符號連結來進行重定位。
在引數檔案中，通常需要最少的引數是 db_name，設定了這個引數之後，資料庫例項就可以啟動，來看一個簡單的測試：
SQL> ! echo "db_name=julia" > initorcl.ora SQL> startup nomount; ORACLE instance started. Total System Global Area 217157632 bytes Fixed Size 2211928 bytes Variable Size 159387560 bytes Database Buffers 50331648 bytes Redo Buffers 5226496 bytes
這樣，就通過了最少的引數需求啟動了 Oracle例項。
2. 啟動資料庫到mount 狀態
啟動到nomount 狀態以後，Oracle就可以從引數檔案中獲得控制檔案的位置資訊， 這一部分資訊在引數檔案中的記錄類似如下所示（Oracle預設會建立3 個控制檔案，這 3 個控制檔案的內容完全一致，是Oracle為了安全而採用的映象手段，在生產環境中，通 常應該將3 個控制檔案存放在不同的物理硬碟上，避免因為介質故障而同時損壞3 個控制 檔案）：
SQL> show parameter control_files
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
control_files string /u01/app/oracle/product/11.2.0
/db_1/dbs/cntrlorcl.dbf
在nomount 狀態，可以查詢v$parameter檢視，獲得控制檔案資訊，這部分資訊來自啟 動的引數檔案；當資料庫 mount 之後，可以查詢 v$controlfile檢視獲得關於控制檔案的信 息，此時，這部分資訊來自控制檔案：
[oracle@dbtest dbs]$ mv init.ora.bak init.ora [oracle@dbtest dbs]$ mv initorcl.ora.bak initorcl.ora [oracle@dbtest dbs]$ mv spfileorcl.ora.bak spfileorcl.ora [oracle@dbtest dbs]$ sqlplus / as sysdba SQL*Plus: Release 11.2.0.1.0 Production on Wed May 4 11:07:07 2016 Copyright (c) 1982,Oracle. All rights reserved. Connected to an idle instance. SQL> startup nomount; ORACLE instance started. Total System Global Area 1152450560 bytes Fixed Size 2212696 bytes Variable Size 922750120 bytes Database Buffers 218103808 bytes Redo Buffers 9383936 bytes SQL> alter database mount; Database altered. SQL> select * from v$controlfile; STATUS ------- NAME -------------------------------------------------------------------------------- IS_ BLOCK_SIZE FILE_SIZE_BLKS --- ---------- -------------- /u01/app/oracle/oradata/orcl/control01.ctl NO 16384 594 /u01/app/oracle/flash_recovery_area/orcl/control02.ctl NO 16384 594 STATUS ------- NAME -------------------------------------------------------------------------------- IS_ BLOCK_SIZE FILE_SIZE_BLKS --- ---------- --------------
在mount 資料庫的過程中，Oracle需要找到控制檔案並鎖定控制檔案。如果控制檔案全 部丟失此時就會報出如下錯誤：
SQL> alter database mount; alter database mount * ERROR at line 1: ORA-00205: error in identifying control file,check alert log for more info
這時候alert.log 檔案中通常會記錄更為詳細的資訊。
因為Oracle的3 個（預設的）控制檔案內容完全相同，如果只是損失了其中 1～2 個， 可以複製完好的控制檔案，更改為相應的名稱，就可以啟動資料庫；如果丟失了所有的控制 檔案，那麼就需要恢復或重建控制檔案來開啟資料庫。
在正常Mount 資料庫的過程中，資料庫的警報日誌檔案僅記錄如下資訊：
alter database mount Wed May 04 11:07:44 2016 Successful mount of redo thread 1,with mount id 1438756220 Database mounted in Exclusive Mode Lost write protection disabled Completed: alter database mount
在這一步驟中，資料庫需要計算Mount id 並將其記錄在控制檔案中，然後開始啟動 Heartbeat（心跳），每3 秒更新一次控制檔案。
啟動到Mount 狀態，資料庫必須具備的另外一個重要檔案是口令檔案，該檔案位於 $ORACLE_HOME/dbs 目錄下，預設的名稱為 orapw 。 口令檔案中存放 sysdba/sysoper 使用者的使用者名稱及口令：
[oracle@dbtest dbs]$ strings orapworcl ]\[Z ORACLE Remote Password file INTERNAL 769C0CD849F9B8B2 5638228DAF52805F [oracle@dbtest dbs]$
在資料庫沒有啟動之前，資料庫內建使用者是無法通過資料庫本身來驗證身份的，通過口 令檔案，Oracle 可以實現對使用者的身份認證，在資料庫未啟動之前登入，進而啟動資料庫。 對於口令檔案，Oracle 預設查詢 orapw 檔案，如果該檔案不存在，則繼續查詢orapw 檔案，如果兩者都不存在，則資料庫將會出現錯誤。
如果口令檔案丟失，通過 orapw 工具即可重建，所以在通常的備份策略中可以不必包含 口令檔案：
[oracle@dbtest dbs]$ orapwd Usage: orapwd file=<fname> entries=<users> force=<y/n> ignorecase=<y/n> nosysdba=<y/n> where file - name of password file (required),password - password for SYS will be prompted if not specified at command line,entries - maximum number of distinct DBA (optional),force - whether to overwrite existing file (optional),ignorecase - passwords are case-insensitive (optional),nosysdba - whether to shut out the SYSDBA logon (optional Database Vault only). There must be no spaces around the equal-to (=) character. [oracle@dbtest dbs]$
通常在Linux/UNIX 平臺下，在$ORACLE_HOME/dbs 目錄下，還會存在另外一個檔案，該檔案命名規則為 lk<SID>，lk指lock ，該檔案在資料庫啟動時建立，用於作業系統對資料庫的鎖定。當資料庫啟動時獲得鎖定，資料庫關閉時釋放。該檔案內容通常只有一行，提示不要刪除，該檔案僅僅用於鎖定.
3. 啟動資料庫open階段
由於控制檔案中記錄了資料庫中資料檔案、日誌檔案的位置資訊、檢查點資訊等重要信 息，所以在資料庫的 open階段，Oracle可以根據控制檔案中記錄的這些資訊找到這些檔案， 然後進行檢查點及完整性檢查。
如果不存在問題就可以啟動資料庫，如果存在不一致或檔案丟失則需要進行恢復。
進一步地說，實際上在資料庫 open的過程中，Oracle 進行的檢查中包括以下兩項：
第一次檢查資料檔案頭中的檢查點計數（Checkpoint cnt ）是否和控制檔案中的檢查點 計數（Checkpoint cnt ）一致。此步驟檢查用以確認資料檔案是來自同一版本，而不是從備 份中恢復而來（因為 Checkpoint Cnt 不會被凍結，會一直被修改）。 下面通過一個簡單的測試來說明一下 Checkpoint Cnt的作用。
如果檢查點計數檢查通過，則資料庫進行第二次檢查。第二次檢查資料檔案頭的開始SCN 和控制檔案中記錄的該檔案的結束 SCN 是否一致，如果控制檔案中記錄的結束 SCN 等於資料 檔案頭的開始 SCN，則不需要對那個檔案進行恢復。
總結
以上就是本文關於oracle 資料庫啟動階段分析的全部內容，希望對大家有所幫助。感興趣的朋友可以參閱：Oracle建立帶有引數的檢視程式碼介紹、 Oracle分頁查詢效能優化程式碼詳解、 oracle 虛擬專用資料庫詳細介紹等，感謝大家對本站的支援。有什麼問題可以隨時留言，小編會竭盡所能給您想要的答案。