oracle体系构成

oracle体系构成

1. oracle的物理体系

1.1 oracle的构成

• 实例

  • 共享内存区SGA（System Global Area）
  • 一系列后台进程,包括PMON,SMON,LCKn,RECO,CKPT,DBWR,LGWR,ARCH等

• 数据库

  • 数据文件、参数文件、日志文件、控制文件、归档日志等

• PGA(Program Global Area) ，也是内存区，和SGA的区别在于，PGA不是共享内存，是私有不共享的

  • 用户对数据库发起的查询或其它操作都先在pag进行预处理，然后进入实例区域，由sga和后台进程共同完成
  • 预处理包括以下三点
    • 报错用户的连接信息，如会话、绑定变量等
    • 保存用户权限等信息
    • 当发起的指令需要排序的时候，如果在内存区可以放下排序的尺寸就在pga中完成，如果放不下，超出的部分就在临时表空间完成，也就是磁盘中完成

1.2 sql的执行流程

• sql现进入pga，完成用户信息和连接信息的保存，只要会话不断，下次就不用区硬盘读
• 该sql会生成一条唯一的hash值然后带着这个hash值去sga的共享池，先查询该sql是否已经存储过，如果没有就要判断语法是否正确，语义是否正确，是否有权限，在都没问题的情况下生成一个身份证，存储这个hash值。
• 然后开始解析，生成执行计划，并估算执行计划的代价，选择执行代价，并把执行计划和身份证（唯一的hash值）对应在一起
• 然后进入数据缓冲区，根据计划找到对应的数据，如果找不到，就把指令传入数据库中的数据文件
• 如果找到就带会数据缓冲区，传给用户

1.3 后台进程

• 强制不走索引 /*+full(t)*/
• 当一条dml语句在数据缓存区修改完数据后，会启用DBWR进程，完成dml操作的数据从内存刷入到磁盘。
• 日志缓存区保存了数据库相关操作的日志，然后由LGWR进程将其从日志缓存区写入磁盘的日志文件
• 单线程保证顺序
  • 每隔三秒运行一次
• 任何COMMIT触发LGWR一次
  • DBWR要把数据缓存写入到磁盘，会触发一次
  • 日志缓存区满三分之一或记录满1MB，触发一次
  • 联机日志文件切换会触发一次
• 当日志文件满了，会启用ARCH进程进行备份，然后再覆盖重写日志文件
• 将缓存区中的数据写入到磁盘的动作是由CKPT来触发的，CKPT触发DBWR写出
• commit不会将缓存写入到磁盘，是由CKPT进程决定的
• 当提交进程崩溃了，会启用PMON进程监视器进程进行回滚，还可以干预后台进程，如RECO LGWR失败了，PMON会中止实例，防止数据错乱
• SMON系统监视器，和PMON不同的是，SMON关注的是系统级操作，而非单个进程重点在于实例恢复，还有清理临时表空间，回滚段表空间，合并空闲空间等。
• LCKn仅用于RAC数据库，最多10个进程，用于实例间的封锁
• RECO用于分布式数据库的恢复，适用于两阶段提交的应用场景。

1.4 启动关闭

• 启动
  • startup nomount 读取参数文件pfile 或spfile
  • alter database mount 读取控制文件
  • alter database open
• 关闭
  • shutdown immediate

2.oracle的逻辑体系

1. 逻辑体系构成

逻辑结构分为表空间、段、区、块。一系列连续的block组成了extent，一个或多个extent组成了segment，一个或多个segment组成了tablespace，一个或多个tablespace组成了database，一个database想要存在至少需要SYSTEM及undo表空间。

• 逻辑结构表空间
  • 分为系统表空间、回滚表空间、临时表空间、用户表空间
• 区是oracle分配的最小单位
• 块是oracle最小逻辑单位，默认8k
  • 数据块又分为
    • 数据块头，存储块地址及数据库所属段的类型
    • 表目录，只要有一行数据插入块中，就将该行所在表信息存储
    • 行目录存储插入行的地址
    • 可用空间，即块中的空余空间，通过PCTFREE设置
    • 行数据区，存储行的信息或索引

3.表设计

• 表更新日志开销大

• delete无法释放空间，空快依旧保留。truncate会释放表空间，但是是ddl操作，不能加条件（可以使用分区表）

• 索引回表读开销很大

  • 建立联合索引
  • 建立索引组织表

• order by开销大

  • 建立索引
  • 将表改成有序散列聚簇表

• 减少日志可以使用全局临时表

  • 分类
    • 基于会话的全局临时表
    • 基于事务的全局临时表
  • 特性
    • 高效删除记录
      • 基于事务临时表在commit或者推出session后临时表记录自动删除，基于会话的临时表在退出session后临时表记录自动删除
    • 不同会话独立

• 分区表

  • 分类

    • 范围分区

    • 列表分区

    • hash分区

    • 组合分区

  • 特性

    • 高效的分区消除（逻辑读少）
    • 强大的分区操作
      • truncate便捷
      • 分区数据转移方便
      • 分区切割方便
      • 分区合并方便