## Oracle伺服器 是一個數據庫管理系統，它提供了一種全面、開放、整合的方法來管理資訊。 Oracle伺服器由**Oracle資料庫**和**Oracle例項**組成。 oracle資料庫軟體和Oracle資料庫軟體可以分開儲存。oracle資料庫軟體一般存放在oralce伺服器的本地硬碟上，而Oracle資料庫例項所對應的檔案（.ctl、.log、.dbf）一般存放在儲存伺服器上。 一個常用的冗餘結構如下圖所示：  ​ **體系結構圖**  ​ **儲存伺服器** ## 例項和資料庫的關係 一個Oracle資料庫可以對應多個數據庫例項。對於資料庫例項a、b，和資料庫db1，如果有1萬個使用者連線資料庫db1，則其中5千個使用者連線到例項a，5千個使用者連線到例項b（RAC技術）。 ## 資料庫結構  ### Oracle記憶體結構 與Oracle相關聯的記憶體結構包括： - **系統全域性區(SGA)：**由所有伺服器程序後臺程序共享 - **程式全域性區（PGA）：** 專用於每一個伺服器程序或後臺程序，每一個程序使用一個PGA。 SGA是包含了資料庫例項控制資訊和資料的記憶體區。  其中，我們需要著重關心的是共享池（Share Pool）和資料庫緩衝區快取記憶體（Database buffer cache）。 #### SGA包含的資料結構： - **共享池：**快取可在各個使用者之間共享的各個結構；（SQL語句以及對應的執行計劃） - **Streams 池：**由Oracle Streams使用； - **大型池：**這是一個可選的區域，可為某些大型程序（如Oeacle的備份和恢復操作、I/O伺服器程序）提供大量記憶體分配； - **Java池：**用於Java虛擬機器（JVM）中特定會話的所有Java程式碼和資料； - **資料庫緩衝區快取記憶體：**快取從資料庫檢索的資料塊 - **重做日誌緩衝區：**快取記憶體重做資訊（用於例項恢復），直到可以將其寫入磁碟中儲存的物理重做日誌 ### Oracle程序結構  對於每一個使用者程序，oracle伺服器都會建立一個與之對應的伺服器程序。也就是說當前如果有100個使用者與oracle伺服器進行連線，那麼，oracle將建立100個伺服器程序來處理使用者連線。 ### Oracle例項管理  - **控制檔案：**記錄了各檔案存放的位置以及當前的執行狀態； - **資料檔案：**存放資料； - **重做日誌檔案：**對資料檔案所有的修改記錄； - **系統監視器：** 出現故障後，在啟動例項時執行崩潰恢復任務，對共享池中存在的記憶體碎片進行整理。 - **程序監視器：** 使用者程序失敗時，執行程序清理任務；對sql process進行整理。 - **資料庫寫程序：**將資料庫緩衝區快取記憶體中修改後的的資料塊寫入資料檔案； - **日誌寫程序：** ​ 觸發條件： - 當某個事務提交時 - 當重做日誌緩衝區中變化的記錄超過1MB時 - 當重做日誌緩衝區中所存的記錄已超過緩衝區容量的1/3 - 在DBWR將資料庫高速緩衝區中修改過的資料塊寫到資料檔案之前 - 每3秒鐘 **歸檔程序：** 發生日誌切換時將重做日誌檔案複製到歸檔儲存器 **檢查點：** 通過更新所有資料檔案的和控制檔案指出新的檢查點 Oracle資料庫伺服器由Oracle資料庫和Oracle例項組成，Oracle例項由系統全域性區SGA的記憶體結構和後臺程序組成。這些後臺程序可以處理執行例項時所涉及到的大量後臺任務。 ### 物理資料庫結構  ## SQL解析剖析 ### 讀資料 1. 客戶端輸入SQL語句 2. SQL語句通過網路到達資料庫例項 3. server process接收SQL語句 3.1 判斷SQL在Shared Pool中是否存在快取 ​ a. 如果有，則在shared pool中找到對應的sql語句以及對應的執行計劃，然後再去執行 ​ b. 執行3.1 3.1 SQL解析成執行計劃，然後才能執行 解析流程： ​ a. 判斷SQL語法是否存在問題 ​ b. 判斷SQL對應的表、檢視是否存在 ​ c. 判斷使用者是否有對應表、檢視的許可權 ​ d. 判斷如何執行（挑出最優的執行計劃作為執行計劃，最費時間，耗費CPU，I/O資源） ​ e. 選擇最優執行方案生成執行計劃 3.1 執行SQL SQL Process根據SQL語句對應的執行計劃，執行SQL，讀取快取記憶體，如果快取中存在資料，則將快取中的資料返回給使用者，否則讀取dbf中的資料並將資料存入快取，然後將資料返回給使用者。 邏輯讀：從記憶體中讀取資料 物理讀：從物理磁碟中讀取資料 **快取命中率：** 命中率低一定有問題，命中率高不一定沒問題。 比起快取命中率，我們更關心每秒物理讀。 ### 寫資料 sql process 將表讀到記憶體中，然後再對錶進行修改。Oracle資料庫對dbf檔案的修改都會強日誌。 資料庫寫程序（DBWn）負責將修改後的資料寫入資料檔案dbf。 日誌寫程序（LGWR）將日誌寫入日誌檔案。 （單一職責原則） ### 軟解析和硬解析 **軟解析：** 從快取記憶體中獲取執行計劃 **硬解析：**對SQL process接收到的SQL進行解析，判斷sql語法，查詢的表是否存在，是否有許可權，判斷如何執行（挑出最優的執行計劃作為執行計劃，最費時間，耗費CPU，I/O資源）； SQL Process執行sql後，會將資料放入快取記憶體，再由DBRn和LGER分別寫入資料檔案dbf和日誌檔案log。因此，對於使用者來說，資料庫響應快慢由SQL Process直接影響。哪怕DBRn和LOWR兩個程序再繁忙，使用者也是感受不到的。 ### 伺服器程序和資料庫緩衝區高速緩衝  **演算法** ：使用**最近最少使用演算法**管理緩衝區 **高速緩衝區狀態** - **空閒或未使用**：例項剛啟動，緩衝區為空 - **已連線：** SQL Process正在對記憶體中的資料進行讀寫操作。其他會話正在等待 - **髒資料** ：緩衝中的資料和磁碟中的資料不一致（對緩衝中的資料進行了修改，但是還沒有寫入磁碟）。需要先將髒資料寫入磁碟才能騰出緩衝區。 - **乾淨的** ：緩衝區已解除連線。如果沒有再次使用當前內容（資料塊），現在可以考慮立即騰出緩衝區。此時，不是緩衝區中的資料快已經同磁碟中的資料保持同步，就是緩衝區中包含對資料快的讀取一致性