Oracle 体系结构介绍
转载自 chinaitlab中国IT实验室-Oracle频道
原文链接：http://oracle.chinaitlab.com/serial/38165.html

在本章里你可以了解以下内容
　　
　　1、 ORACLE 实例——包括内存结构与后台进程
　　2、 ORACLE 数据库——物理操作系统文件的集合
　　3、 了解内存结构的组成
　　4、 了解后台进程的作用
　　5、 了解数据库的物理文件
　　6、 解释各种逻辑结构
　　
　　一、ORACLE实例
　　
　　1、ORACLE 实例
　　
　　System Global Area(SGA) 和 Background Process 称为数据库的实例。
　　
　　2、ORACLE 数据库
　　
　　一系列物理文件的集合（数据文件，控制文件，联机日志，参数文件等）
　　
　　3、系统全局共享区System Global Area(SGA)
　　
　　System Global Area 是一块巨大的共享内存区域，他被看做是Oracle 数据库的一个大缓冲池，这里的数据可以被ORACLE的各个进程共用。其大小可以通过如下语句查看：
　　SQL> select * from v$sga;
　　NAME VALUE
　　-------------------- ---------
　　Fixed Size 39816
　　Variable Size 259812784
　　Database Buffers 1.049E+09
　　Redo Buffers 327680
　　
　　更详细的信息可以参考V$sgastat、V$buffer_pool
　　
　　主要包括以下几个部分：
　　
　　a、 共享池(Shared pool)
　　
　　共享池是SGA中最关键的内存片段，特别是在性能和可伸缩性上。一个太小的共享池会扼杀性能，使系统停止，太大的共享池也会有同样的效果，将会消耗大量的CPU来管理这个共享池。不正确的使用共享池只会带来灾难。共享池主要又可以分为以下两个部分：
　　
　　SQL语句缓冲(Library Cache)
　　
　　当一个用户提交一个SQL语句，Oracle会将这句SQL进行分析(parse)，这个过程类似于编译，会耗费相对较多的时间。在分析完这个SQL，Oracle会把他的分析结果给保存在Shared pool的Library Cache中，当数据库第二次执行该SQL时，Oracle自动跳过这个分析过程，从而减少了系统运行的时间。这也是为什么第一次运行的SQL 比第二次运行的SQL要慢一点的原因。
　　
　　下面举例说明parse的时间
　　SQL> select count(*) fromscpass ;
　　COUNT(*)
　　----------
　　243
　　Elapsed: 00:00:00.08
　　
　　这是在Share_pool 和Data buffer 都没有数据缓冲区的情况下所用的时间
　　SQL> alter system flush SHARED_POOL;
　　System altered.
　　
　　清空Share_pool，保留Data buffer
　　SQL> select count(*) from scpass ;
　　COUNT(*)
　　----------
　　243
　　Elapsed: 00:00:00.02
　　SQL> select count(*) from scpass ;
　　COUNT(*)
　　----------
　　243
　　Elapsed: 00:00:00.00
　　
　　从两句SQL 的时间差上可以看出该SQL 的Parse 时间约为00:00:00.02
　　
　　对于保存在共享池中的SQL语句，可以从V$Sqltext、v$Sqlarea中查询到，对于编程者来说，要尽量提高语句的重用率，减少语句的分析时间。一个设计的差的应用程序可以毁掉整个数据库的Share pool，提高SQL语句的重用率必须先养成良好的变成习惯，尽量使用Bind变量。
　　
　　数据字典缓冲区(Data Dictionary Cache)
　　
　　显而易见，数据字典缓冲区是ORACLE特地为数据字典准备的一块缓冲池，供ORACLE内部使用，没有什么可以说的。
　　
　　b、块缓冲区高速缓存(Database Buffer Cache)
　　
　　这些缓冲是对应所有数据文件中的一些被使用到的数据块。让他们能够在内存中进行操作。在这个级别里没有系统文件,，户数据文件，临时数据文件，回滚段文件之分。也就是任何文件的数据块都有可能被缓冲。数据库的任何修改都在该缓冲里完成，并由DBWR进程将修改后的数据写入磁盘。
　　
　　这个缓冲区的块基本上在两个不同的列表中管理。一个是块的“脏”表(Dirty List)，需要用数据库块的
　　
　　书写器(DBWR)来写入，另外一个是不脏的块的列表(Free List)，一般的情况下，是使用最近最少使用 (Least Recently Used,LRU)算法来管理。块缓冲区高速缓存又可以细分为以下三个部分（Default pool,Keep pool,Recycle pool）。如果不是人为设置初始化参数(Init.ora)，ORACLE将默认为Default pool。由于操作系统寻址能力的限制，不通过特殊设置，在32位的系统上，块缓冲区高速缓存最大可以达到1.7G，在64位系统上，块缓冲区高速缓存最大可以达到10G。
　　
　　c、重做日志缓冲区(Redo log buffer)
　　
　　重做日志文件的缓冲区，对数据库的任何修改都按顺序被记录在该缓冲，然后由LGWR进程将它写入磁盘。这些修改信息可能是DML语句，如(Insert,Update,Delete)，或DDL语句，如(Create,Alter,Drop等)。 重做日志缓冲区的存在是因为内存到内存的操作比较内存到硬盘的速度快很多，所以重作日志缓冲区可以加快数据库的操作速度，但是考虑的数据库的一致性与可恢复性，数据在重做日志缓冲区中的滞留时间不会很长。所以重作日志缓冲区一般都很小，大于3M之后的重作日志缓冲区已经没有太大的实际意义。
　　
　　d、Java程序缓冲区(Java Pool)
　　
　　Java 的程序区，Oracle 8I 以后，Oracle 在内核中加入了对Java的支持。该程序缓冲区就是为Java 程序保留的。如果不用Java程序没有必要改变该缓冲区的默认大小。
　　
　　e、大池(Large Pool)
　　
　　大池的得名不是因为大，而是因为它用来分配大块的内存，处理比共享池更大的内存，在8.0开始引入。
　　
　　下面对象使用大池：
　　
　　MTS——在SGA的Large Pool中分配UGA
　　
　　语句的并行查询(Parallel Executeion of Statements)——允许进程间消息缓冲区的分配，用来协调 并行查询服务器
　　
　　备份(Backup)——用于RMAN磁盘I/O缓存
　　
　　4、后台进程(Background process)
　　
　　后台进程是Oracle的程序，用来管理数据库的读写，恢复和监视等工作。Server Process主要是通过他和user process进行联系和沟通，并由他和user process进行数据的交换。在Unix机器上，Oracle后台进程相对于操作系统进程，也就是说，一个Oracle后台进程将启动一个操作系统进程；在Windows机器上， Oracle后台进程相对于操作系统线程，打开任务管理器，我们只能看到一个ORACLE.EXE的进程，但是通过另外的工具，就可以看到包含在这里进程中的线程。
　　
　　在Unix上可以通过如下方法查看后台进程：
　　
　　ps –ef | grep ora_
　　# ps -ef | grep ora_ | grep XCLUAT
　　oracle 29431 1 0 Sep 02　2:02 ora_dbwr_SID