Oracle数据库体系结构（二）：服务器结构

目录

• 前言
• Oracle 内存结构
• Oracle 进程结构
• 文章总结

前言

• 上一篇文章体现了 Oracle 数据库的一些基本结构和存储结构，这篇文章将会讲到Oracle的服务器结构，实际上就是主要讲实例的结构。需要把这些底层的结构了解，在生产环境或是对Oracle才会有一些了解。
• Oracle服务器是由Oracle实例+Oracle数据库组成。
• Oracle实例是有SGA+后台进程组成。 每一个Oracle实例都有自己的SGA和独立的Oracle进程集。

Oracle 内存结构

以上图很好说明了内存的结构，下面将会详细介绍内存结构。

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内存结构是Oracle数据库体系中最为重要的一部分，数据库实例启动时，Oracle数据库会分配内存区并启动后台进程。
Oracle内存存储的主要内容有：

• 程序代码（PL/SQL、Java）；
• 关于已经链接的会话的信息，包括当前所有活动非活动的会话；
• 程序运行时必须的相关信息，如查询计划；
• Oracle 进程之间的通信和共享的信息，如：锁。

Oracle内存结构包含：

1·系统全局区 （SGA）：Oracle启动实例时分配系统全局区
2·程序全局去 （PGA）：当服务器启动时分配程序全局区
3·用户全局区 （UGA）：用户全局区为用户存储会话状态

系统全局区（SGA）

系统全局区 （SGA）：数据库信息存储于系统全局区，由多个数据库共享。是占用服务器内存最大的一个区域，是影响数据库最重要的一个指标，和后台进程组成了Oracle实例。

系统全局区 （SGA）的组成：

* 共享池 （含：库高速缓存、数据高速字典缓存）；
* 数据高速缓存；
* 重做日志缓冲区；
* Java池；
* 大缓冲区。

共享池：是对SQL、PLSQL程序进程语法分析、编译、执行的内存区域。是由两个关键内存结构组成，分别是：
1·库高速缓存：存储最近解析使用的 SQL和PL/SQL语句信息。Oracle 在执行用户进程提交的各种SQL语句前要对进行解析（包括语法解析、对象确认、权限判断、操作优化等）并生产执行计划，占用一定的系统资源。
2·数据字典高速缓存：最近使用对象定义的集合，包括数据文件、表、索引、列、用户、权限、和数据库对象的信息。

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数据高速缓存区：可以加快访问速度，把一些经常用到的都放到缓存区，因为数据库的目的除了安全还有就是访问效率。服务器进程将读入的数据保存在数据缓冲区中，当后续请求需要这些数据就在内存中找到，不需要从磁盘读取。所有用户共享。由三个池组成：1·默认池， 2·保持池(存放常用的数据) 3·回收池(存放不常使用的数据存)，通过LRU算法管理。
LRU算法管理：它的原理是把常用的数据保留在池中，不常用的数据就退回去。

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重做日志缓冲区：录所有的关于数据库的变化，当执行DML，如:updata、delete、insert或create、alter、drop等语句时，Oracle都会为这些操作生产重做记录，作用是：主要用于数据库恢复、改变的数据都要依赖于redo日志条目。

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大缓冲区：用于需要大内存操作提供相对独立的内存空间，以便提高性能，大池是可选的内存结构，DBA可以决定是否需要在SGA中创建大池，比如：数据库备份和恢复、大量排序的SQL语句、并行化的数据库操作。

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Java池：在安装Java程序时必须设置Java池，编译Java语言写的指令。

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SQL> show sga; ----------------（查看 系统全局区 SGA 大小）

Total System Global Area 1593835520 bytes
Fixed Size          8793256 bytes
Variable Size         905970520 bytes
Database Buffers      671088640 bytes
Redo Buffers            7983104 bytes

程序全局区(PGA)

当服务器启动时分配的全局区，就是Oracle服务器启动时需要占用的内存!

• 它包含单个服务器进程所需的数据和控制信息
• 是在用户进程连接到数据库并创建一个会话时自动分配的，保持每个与Oracle数据库连接的用户进程所需的信息
• PGA为非共享区，只能单个进程使用，当一个用户会话结束，PGA释放。

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用户全局区(UGA)

• 用户进程存储会话状态，就是你用哪个用户登陆，会存储一些用户的状态!
• UGA可以作为PGA于SGA的一部分，具体位子取决于如何连接Oracle：若通过一个共享服务器连接，UGA包含在SGA中；若是通过一个专有服务器连接Oracle，UGA包含在专有服务器PGA中

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Oracle 进程结构

Oracle 实例有以下几种进程：

* 用户进程
* 服务器进程
* 后台进程

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用户进程

用户进程是一个需要与Oracle服务器进行交互的程序。当用户运行一个程序准备向数据库服务器发送请求时，即创建了用户进程！

服务器进程

服务器进程是用于处理连接该实例的用户进程的请求。当用户连接到Oracle实例创建会话时，创建的服务器进程！

后台进程

• 后台进程是Oracle数据库为了保持系统最佳系统性能和协调多个用户请求而设置的。Oracle实例启动时则创建一系列的后台进程！
• 后台进程使数据库的内存结构和数据库物理结构之间协调工作。
  
• 后台进程必须启动的5个进程分别是：DBWR、LGWR、PMON、SMON、CKPT。

PMON 进程监控进程：

* 清理出现故障的进程；
* 释放当前所有挂载的锁定；
* 释放故障进程使用的资源。

SMON 系统监控进程：

* 在实例失败后，重新打开数据库时自动恢复实例；
* 整理数据文件的自由空间，将相邻空间结合起来；
* 释放不再使用的临时段。

DBWR 数据写入进程：

* 管理数据缓冲区，将最近使用过的块保留在内存中；
* 将修改后的缓冲区数据写入数据文件中。

LGWR 日志写入进程：

* 负责将日志缓冲区的日志数据写入日志文件；
* 系统有多个日志文件，该进程以循环的方式将数据写入文件。

CKPT 校验进程：

* 从检查点队列上扫描脏数据块，并将这些脏数据块写入数据文件中；
* 检查点队列上的buffer header 是按照数据块第一次被脏的时间先后顺序来排列的；
* 越早修改的数据块的buffer header排在越前面；
* 同时如果一个数据块被修改了多次的话，在该链表上也只出现一次。

总结

太多的理论，还需要用图来理解记忆！所以总结就用一张图来表示。

新闻标题：Oracle数据库体系结构（二）：服务器结构
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