ITPub博客

首页 > Linux操作系统 > Linux操作系统 > [原]ORACLE 体系结构——详解!

[原]ORACLE 体系结构——详解!

原创 Linux操作系统 作者:zq9017197 时间:2012-05-31 17:18:12 0 删除 编辑

ORACLE 体系结构

(Architecture of ORACLE)

 

第一部分:ORACLE8i体系结构

第一章. 概要

在本章里你可以了解以下内容

1、 理解ORACLE 实例的组成

2、 理解ORACLE 数据库的组成

3、 理解ORACLE内存结构的组成

4、 理解后台进程的作用与分工

5、 理解数据库的物理文件与对应的逻辑结构

6、 理解ORACLE的整体构架

第二章. 理解ORACLE实例

2.1 ORACLE SERVER

ORACLE是一个可移植的数据库——它在相关的每一个平台上都可以使用,即所谓的跨平台特性。在不同的操作系统上也略有差别,如在UNIX/LINUX上,ORACLE是多个进程实现的,每一个主要函数都是一个进程;而在Windows上,则是一个单一进程,但是在该进程中包含多个线程。但是从整体构架上来看,ORACLE在不同的平台上是一样的,如内存结构、后台进程、数据的存储。

一个运行着的ORACLE数据库就可以看成是一个ORACLE SERVER,该SERVER由数据库(Database)和实例(Instance)组成,在一般的情况下一个ORACLE SERVER包含一个实例和一个与之对应的数据库,但是在特殊情况下,如8i的OPS,9i的RAC,一个SERVER中一个数据库可以对应多个实例。

一系列物理文件(数据文件,控制文件,联机日志等)的集合或与之对应的逻辑结构(表空间,段等)被称为数据库,简单的说,就是一系列与磁盘有关系的物理文件的组成。ORACLE内存结构和后台进程被成为数据库的实例,一个实例最多只能安装(Mount)和打开(Open)在一个数据库上,负责数据库的相应操作并与用户交互。

实例与数据库的关系如下图所示:

图一 ORACLE SERVER

2.2 ORACLE内存结构 (Memory structure)

2.2.1 内存结构的组成

Oracle内存结构主要可以分共享内存区与非共享内存区,共享内存区主要包含SGA(System Global Area),非共享内存区主要由PGA(Program Global Area)组成,可以用如下图形表示。

图二 ORACLE MEMOERY STRUCTRUE

2.2.2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:

2.2.2.1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:

1、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>Startup

SQL> select count(*) from usertable;

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 usertable;

COUNT(*)

-----------------

243

Elapsed: 00:00:00.02

SQL> select count(*) from usertable;

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。

2、数据字典缓冲区(DataDictionary 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。

2.2.2.2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(DirtyList),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(LRU List),一般的情况下,是使用最近最少使用(Least RecentlyUsed,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(Defaultpool,Keep pool,Recycle pool)。如果不是人为设置初始化参数(Init.ora),ORACLE将默认为Defaultpool。

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。

2.2.2.3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。

2.2.2.4 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。

2.2.2.5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:

1、 MTS——在SGA的Large Pool中分配UGA

2、 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

3、 备份(Backup)——用于RMAN磁盘I/O缓存

2.2.3程序共享区 Program Global Area(PGA)

Program Global Area(PGA)是用来保存与用户进程相关的内存段,PGA总是由进程或线程在本地分配,其它进程与线程无法访问。

User Global Area(UGA)实际上是会话的状态,它是会话必须始终能够得到的内存。对于专用服务器进程,UGA在PGA中分配。对于多线程进程,UGA在Large pool中分配。

PGA/UGA一般保存了用户的变量、权限、堆栈、排序(Sort)空间等信息。影响PGA/UGA最大的也就是Sort信息,由初始化参数sort_area_size决定,由于Sort信息分配在UGA中,所以在共享服务器中能更好的利用内存。

2.3 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。ServerProcess主要是通过他和userprocess进行联系和沟通,并由他和userprocess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。后台进程与其它结构的关系如图所示:

图三ORACLE BACKGROUP PROCESS

在Unix上可以通过如下方法查看后台进程:

ps

Link URL: http://blog.csdn.net/zq9017197/article/details/7513072

来自 “ ITPUB博客 ” ,链接:http://blog.itpub.net/23028426/viewspace-731589/,如需转载,请注明出处,否则将追究法律责任。

上一篇: [译]PRINT_TABLE
下一篇: [译]PRINT_TABLE
请登录后发表评论 登录
全部评论

注册时间:2009-12-15

  • 博文量
    4
  • 访问量
    3931