1、Oracle 11g實用教程第七章 Oracle實例組成與管理內容概要內容概要Oracle數據庫實例數據庫實例1Oracle數據庫的啟動和關閉數據庫的啟動和關閉2Oracle數據庫實例數據庫實例vOracle實例概述 vOracle內存結構vOracle后臺進程Oracle實例概述實例概述vOracle實例的概念實例的概念 Oracle數據庫主要由放在磁盤中的物理數據庫和對物理數據庫進行管理的數據庫管理系統構成。 其中，數據庫管理系統是處于用戶與物理數據庫之間的一個中間層軟件，又稱為實例，由一系列內存結構和后臺進程組成。v在啟動數據庫時，在啟動數據庫時， Oracle首先，在內存中獲取一定的空

2、間，啟動各種用途的后臺進程，即創建一個數據庫實例。 然后，由實例裝載數據文件和重做日志文件。 最后，打開數據庫。v用戶操作數據庫的過程用戶操作數據庫的過程實質實質上是上是與數據庫實例建與數據庫實例建立連接立連接，然后通過實例來連接、操作數據庫的過，然后通過實例來連接、操作數據庫的過程。程。v數據庫與實例的關系數據庫與實例的關系 單實例數據庫系統 多實例數據庫系統注意注意：同一時間同一時間一個用戶一個用戶只能與一個只能與一個實例聯系。實例聯系。v實例組成實例組成 內存結構：系統全局區(SGA)和程序全局區(PGA) 后臺進程組成 實例實例SGA日志緩存日志緩存共享池共享池數據字典數據字典緩沖區緩

3、沖區庫緩沖區庫緩沖區DBWRSMONPMONCKPTLGWROthers用戶進程用戶進程服務器進程服務器進程PGA控制文件控制文件數據文數據文件件 歸檔日志歸檔日志文件文件參數文件參數文件口令文件口令文件重做日志重做日志文件文件物理數據庫物理數據庫數據庫緩存數據庫緩存OracleOracle數據庫數據庫Oracle內存結構內存結構 內存內存是是Oracle數據庫重要的信息緩存和共享數據庫重要的信息緩存和共享區域，主要存儲區域，主要存儲執行的程序代碼執行的程序代碼、連接會話信息連接會話信息以及程序執行期間所需要的以及程序執行期間所需要的數據和共享信息數據和共享信息等。等。v系統全局區系統全局區(

4、System Global Area，SGA)v程序全局區程序全局區(Program Global Area，PGA) v SGA SGA是由Oracle分配的共享內存結構，包含一個數據庫實例共享的數據和控制信息。當多個用戶同時連接同一個實例時，SGA數據可供多個用戶共享，SGA又稱為共享全局區(Shared Global Area)。 用戶對數據庫的各種操作主要在SGA中進行。該內存區隨數據庫實例的創建而分配，隨實例的終止而釋放。 v PGA PGA是在用戶進程連接數據庫、創建一個會話時，由Oracle為用戶分配的內存區域，保存當前用戶私有的數據和控制信息，因此該區又稱為私有全局區(Priv

5、ate Global Area)。 每個服務器進程只能訪問自己的PGA，所有服務器進程的PGA總和即為實例的PGA的大小。SGAvSGA包含的內存結構有：包含的內存結構有： 數據高速緩沖區(Database Buffer Cache) 共享池(Shared Pool) 重做日志緩沖區(Redo Log Cache) 大型池(Large Pool) Java池(Java Pool) 流池(Streams Pool) 其他結構(如固定SGA、鎖管理等)（1）數據高速緩沖區）數據高速緩沖區v 功能功能存儲最近從數據文件中檢索出來的數據拷貝，供所有用戶共享。存儲在數據緩沖區中被修改后的數據，然后由數據

6、寫入進程(DBWR)寫到硬盤的數據文件中永久保存。提高獲取和更新數據的性能。v數據高速緩沖區的工作過程數據高速緩沖區的工作過程v數據高速緩沖區由許多數據高速緩沖區由許多大小相等的大小相等的緩存塊組成。緩存塊組成。處理、存儲處理、存儲v 緩沖塊的類型緩沖塊的類型臟緩存塊(Dirty Buffers)保存的是已經被修改過的數據。當一條SQL語句對某個緩存塊中的數據進行修改后，這個緩存塊就被標記為臟緩存塊。它們最終將由DBWR進程寫入數據文件，以永久性地保存修改結果。 空閑緩存塊(Free Buffers)不包含任何數據，它們等待后臺進程或服務器進程向其中寫入數據。當Oracle從數據文件中讀取數據

7、時，將會尋找空閑緩存塊，以便將數據寫入其中。命中緩存塊(Pinned Buffers)正被使用，或者被顯式地聲明為保留的緩存塊。這些緩存塊始終保留在數據高速緩沖區中，不會被換出內存。 v緩存塊的管理緩存塊的管理 臟緩存塊列表：包含那些已經被修改但還沒有寫入數據文件的臟緩存塊。 LRU列表(Least Recently Used)：包含 所有的空閑緩存塊 命中緩存塊 那些還沒有來得及移入到臟緩存塊列表中的臟緩存塊。 說明：在該列表中，最近被訪問的緩存塊被移動到列表的頭部，而其他緩存塊向列表尾部移動，最近最少被訪問的緩存塊最先被移出LRU列表，從而保證最頻繁使用的緩存塊始終保存在內存中。v數據高速

8、緩沖區大小數據高速緩沖區大小 數據高速緩沖區越大，緩存命中率越高，從而減少了Oracle訪問硬盤數據的次數，提高了數據庫系統執行的效率。然而，如果數據高速緩沖區的值太大，Oracle就不得不在內存中尋找更多的塊來定位所需要的數據，反而降低了系統性能。顯然，需要確定一個合理的數據高速緩沖區大小。 通過查詢動態性能視圖V$SGA_DYNAMIC_COMPONETS查看數據高速緩沖區的構成情況。 使用ALTER SYSTEM語句動態修改參數DB_CACHE_SIZE(標準塊)，從而調整數據高速緩沖區的大小。（2）重做日志緩沖區）重做日志緩沖區v功能功能 用于緩存用戶對數據庫進行修改操作時生成的重做記

9、錄。 為了提高工作效率，重做記錄并不是直接寫入重做日志文件中，而是首先被服務器進程寫入重做日志緩沖區中，在一定條件下，再由日志寫入進程(LGWR)把重做日志緩沖區的內容寫入重做日志文件中做永久性保存。在歸檔模式下，當重做日志切換時，由歸檔進程(ARCH)將重做日志文件的內容寫入歸檔文件中。 v重做日志緩沖區的工作過程重做日志緩沖區的工作過程 說明說明：重做日志緩沖區是一個：重做日志緩沖區是一個循環緩沖區循環緩沖區，在使用時從頂端向底端寫入數，在使用時從頂端向底端寫入數 據，然后返回到緩沖區的起始點循環寫入。據，然后返回到緩沖區的起始點循環寫入。重做記錄重做記錄v重做日志緩沖區的大小重做日志緩沖

10、區的大小 較大的重做日志緩沖區，可以減少對重做日志文件寫的次數，適合長時間運行的、產生大量重做記錄的事務。 使用ALTER SYSTEM語句動態修改參數LOG_BUFFER，以調整緩沖區大小。（）共享池（）共享池v功能功能 用于緩存最近執行過的SQL語句、PL/SQL程序和數據字典信息，是對SQL語句、PL/SQL程序進行語法分析、編譯、執行的區域。v組成組成 庫緩存 用于緩存已經解釋并執行過的SQL語句和PL/SQL程序代碼，以提高SQL或PL/SQL程序的執行效率。 包括SQL工作區和PL/SQL工作區共享共享SQL區：存放區：存放SQL語句分析結果和執行計劃。語句分析結果和執行計劃。私有

11、私有SQL區：包括綁定變量、環境和會話參數等。區：包括綁定變量、環境和會話參數等。 數據字典緩存區 保存最常用的數據字典信息。v共享池大小共享池大小 由SHARED_POOL_SIZE參數指定。 合適的共享池大小，可使編譯過的程序代碼長駐內存，大大降低重復執行相同的SQL語句、PL/SQL程序的系統開銷，從而提高數據庫的性能。 （）大型池（）大型池 v功能功能 大型池是一個可選的內存配置項，主要為Oracle多線程服務器、服務器I/O進程、數據庫備份與恢復操作、執行具有大量排序操作的SQL語句、執行并行化的數據庫操作等需要大量緩存的操作提供內存空間。 如果沒有在SGA區中創建大型池，上述操作所

12、需要的緩存空間將在共享池或PGA中分配，因而影響共享池或PGA的使用效率。v大型池大小大型池大小 LARGE_POOL_SIZE（）（）Java池池 v功能功能 Java提供對Java程序設計的支持，用于存儲Java代碼、Java語句的語法分析表、Java語句的執行方案和進行Java程序開發。vJava池大小池大小 JAVA_POOL_SIZE 通常不小于20M，以便安裝Java虛擬機 （6）流池）流池 v功能功能 流池是一個可選的內存配置項，用于對流的支持。v流池大小流池大小 STREAMS_POOL_SIZE SGA的管理的管理vSGA組件大小調整組件大小調整 DB_CACHE_SIZE

13、LOG_BUFFER SHARED_POOL_SIZE LARGE_POOL_SIZE Java_POOL_SIZE STRAMS_POOL_SIZE SGA_MAX_SIZEv查詢視圖查詢視圖V$SGAINFO來查看各組件大來查看各組件大注意注意：除了：除了SGA_MAX_SIZESGA_MAX_SIZE不能修改不能修改外，外， 其他幾個參數可以使用其他幾個參數可以使用 ALTER SYSTEMALTER SYSTEM語句進行動態調整。語句進行動態調整。SQL SELECT * FROM V$SGAINFO; vSGA自動管理自動管理 通過設置初始化參數SGA_TARGET，可以實現對SGA

14、中的數據高速緩沖區、共享池、大型池、Java池和流池的自動管理，即這幾個組件的內存調整不需要DBA來干預，系統自動進行調整。 但是對于日志緩沖區、非標準塊的數據高速緩沖區、保留池、回收池等其他區域的調整還需要DBA使用ALTER SYSTEM語句手動進行調整。v設置設置SGA自動管理的自動管理的方法方法 計算參數SGA_TARGET的大小： 設置參數SGA_TARGET 通過ALTER SYSTEM語句設置參數SGA_TARGET的值，該值可以是上一步計算出來的結果，也可以是當前SGA大小與SGA_MAX_SIZE之間的某個值。 將SGA中與自動管理相關的組件大小設置為0：SQL SELECT

15、 (SELECT SUM(value) FROM V$SGA)- (SELECT CURRENT_SIZE FROM V$SGA_DYNAMIC_FREE_MEMORY)/1024/1024|MB AS SGA_TARGET FROM DUAL; v如果要取消自動管理，只需將參數如果要取消自動管理，只需將參數SGA_TARGETSGA_TARGET設設置為置為0 0即可。即可。 SQL ALTER SYSTEM SET SHARED_POOL_SIZE=0;SQL ALTER SYSTEM SET LARGE_POOL_SIZE=0;SQL ALTER SYSTEM SET Java_POOL

16、_SIZE=0;SQL ALTER SYSTEM SET LARGE_POOL_SIZE=0;SQL ALTER SYSTEM SET STREAMS_POOL_SIZE=0;PGAv功能功能 PGA是為每一個與Oracle數據庫連接的用戶保留的內存區，主要存儲該連接使用的變量信息和與用戶進程交換的信息。是非共享的，只有服務進程本身才能訪問它自己的PGA區。v組成組成 由排序區、會話區、游標區以及堆棧區組成 排序區主要用于存放排序操作所產生的臨時數據，其大小由初始化參數SORT_AREA_SIZE定義；會話區用于保存用戶會話所具有的權限、角色、性能統計信息；游標區用于存放執行游標操作時所產生的

17、數據；堆棧區用于保存會話過程中的綁定變量、會話變量等信息。Oracle進程概述進程概述v進程的概念進程的概念 進程：是操作系統中一個獨立的可以調度的活動，用于完成指定的任務。 進程與程序的區別在于： 進程是動態的概念，即動態創建，完成任務后立即消亡；而程序是一個靜態實體。 進程強調執行過程，而程序僅僅是指令的有序集合v進程的類型進程的類型 用戶進程 服務器進程 后臺進程 v用戶進程用戶進程 當用戶連接數據庫執行一個應用程序時，會創建一個用戶進程，來完成用戶所指定的任務。 v服務器進程服務器進程 服務器進程由Oracle自身創建，用于處理連接到數據庫實例的用戶進程所提出的請求。用戶進程只有通過服

18、務器進程才能實現對數據庫的訪問和操作。 服務器進程分為專用服務器進程和共享服務器進程兩種。只能為一個只能為一個用戶進程用戶進程提供服務，即提供服務，即一對一一對一服務。服務。可以為多個可以為多個用戶進程用戶進程提供服務，即提供服務，即一對多一對多服務。服務。 服務器進程主要完成以下任務： 解析并執行用戶提交的SQL語句和PL/SQL程序； 在SGA的數據高速緩沖區中搜索用戶進程所要訪問的數據，如果數據不在緩沖區中，則需要從硬盤數據文件中讀取所需的數據，再將它們復制到緩沖區中； 將用戶改變數據庫的操作信息寫入日志緩沖區中。 將查詢或執行后的結果數據返回給用戶進程。v后臺進程后臺進程 作用 為了保

19、證Oracle數據庫在任意一個時刻可以處理多用戶的并發請求，進行復雜的數據操作，而且還要優化系統性能，Oracle數據庫起用了一些相互獨立的附加進程，稱為后臺進程。服務器進程在執行用戶進程請求時，調用后臺進程來實現對數據庫的操作。 主要完成以下任務： 在內存與磁盤之間進行I/O操作； 監視各個服務器進程狀態； 協調各個服務器進程的任務； 維護系統性能和可靠性等。 Oracle后臺進程后臺進程vDBWR 數據庫寫入進程數據庫寫入進程vLGWR 日志寫入進程日志寫入進程vCKPT 檢查點進程檢查點進程vSMON 系統監控進程系統監控進程vPMON 進程監控進程進程監控進程vARCn 歸檔進程歸檔進

20、程vRECO 恢復進程恢復進程vLCKn 封鎖進程封鎖進程vDnnn 調度進程調度進程vSnnn 共享服務器進程共享服務器進程（1）DBWR（數據庫寫入進程）（數據庫寫入進程）n 功能：功能： 數據庫寫入進程負責把數據數據庫寫入進程負責把數據高速緩沖區中已經被修改過高速緩沖區中已經被修改過的數據（的數據（“臟臟”緩存塊）成緩存塊）成批寫入數據文件中永久保存批寫入數據文件中永久保存，同時使數據高速緩沖區有，同時使數據高速緩沖區有更多的空閑緩存塊，保證服更多的空閑緩存塊，保證服務器進程將所需要的數據從務器進程將所需要的數據從數據文件讀取到數據高速緩數據文件讀取到數據高速緩沖區中，提高緩存命中率。沖

21、區中，提高緩存命中率。InstanceSGADatabaseBufferCacheDBWnControl filesData files Redo log filesDatabasev啟動啟動DBWR進程的進程的條件條件： 執行INSERT、UPDATE等操作時, 沒有足夠的空閑塊 當檢查點發生時，將啟動DBWR進程 當數據緩存的LRU列表的長度達到初始化 DB_BLOCK_WRITE_BATCH指定值的一半時 若發生超時(大約3秒未被啟動) 注意注意：DBWRDBWR進程進程啟動的時間啟動的時間與用戶與用戶提交事務的時間提交事務的時間完全完全無關無關。LGWR（日志寫入進程）（日志寫入進程）

22、v功能功能 日志寫入進程負責把重做日志緩沖區的數據寫入重做日志文件中永久保存。 數據寫入進程在工作之前，需要了解日志寫入進程是否已經把相關的日志緩沖區中記載的數據寫入硬盤中，如果相關的日志緩沖區中的記錄還沒有被寫入，DBWR會通知LGWR完成相應的工作，然后DBWR才開始寫入。InstanceSGADBWnRedo LogBufferControl filesData files Redo log filesLGWRDatabasev啟動啟動LGWR進程的進程的條件條件： 用戶通過COMMIT語句提交當前事務 重做日志緩存被寫滿三分之一 DBWR進程開始將臟緩存塊寫入數據文件 每隔3秒，即發生

23、一次超時，將啟動LGWR v事務提交機制事務提交機制 快速提交：用戶提交COMMIT語句，提交記錄和重做信息都被寫入重做日志文件中。 組提交：一次性將重做日志緩沖區的重做記錄寫入從左日志文件，不管事務是否提交。 CKPT（檢查點進程）（檢查點進程）v檢查點概念檢查點概念 檢查點檢查點是一個是一個事件事件，當該事件發生時，當該事件發生時(每隔一段時間發每隔一段時間發生生)，DBWR進程進程把數據高速緩沖區把數據高速緩沖區中臟緩存塊寫入數中臟緩存塊寫入數據文件中，同時據文件中，同時Oracle將對數據庫將對數據庫控制文件和數據文控制文件和數據文件的頭部的同步序件的頭部的同步序號進行更新，以記號進行

24、更新，以記錄下當前的數據庫錄下當前的數據庫結構和狀態，保證結構和狀態，保證數據的同步。數據的同步。InstanceSGADWW0Redo LogBufferLGWRInstanceSGADBWnLGWRCKPTControl filesData files Redo log filesvCKPT進程的進程的作用作用 更新控制文件與數據文件的頭部，使其同步； 觸發DBWR進程，將臟緩存塊寫入數據文件。v檢查點的檢查點的級別級別 數據庫檢查點：每一次日志切換時，執行一個數據庫檢查點，DBWR進程將數據高速緩沖區中的臟緩存塊寫入數據文件中； 表空間檢查點：當一個表空間設置為脫機狀態時，執行一個表空間

25、檢查點，DBWR進程把數據高速緩存中與該表空間相關的臟緩存塊寫入數據文件中。 時間檢查點：可以設置以時間為基礎的檢查點，每隔一段時間執行一次檢查點。需要為檢查點設置一個合適的執行間隔，間隔太短，將會產生過多的硬盤I/O操作；間隔太長，數據庫的恢復將耗費太多時間。 v檢查點事件的檢查點事件的觸發觸發 每一個日志切換時 當實例以如下方式關閉時 NORMAL、TRANSACTION、IMMEDIATE 當使用 ALTER TABLESPACE OFFLINE NORMAL|READ ONLY|BEGIN BACKUP ，作用于某個數據文件上的檢查點發生時 設置以時間為基礎的檢查點事件 當數據庫管理員

26、需要手工操作時 ALTER SYSTEM CHECKPOINTSMON（系統監控進程）（系統監控進程）v功能功能 在實例啟動時負責對數據庫進行恢復； 回收不再使用的臨時空間。 將各個表空間的空閑碎片合并(表空間的存儲參數PCTINCREASE不為0時)。InstanceSGASMONControl filesData files Redo log filesInstanceSGASMONDatabasePMON（進程監控進程）（進程監控進程）v功能功能 負責恢復失敗的用戶進程或服務器進程，并且釋放進程所占用的資源； 清除非正常中斷的用戶進程留下的孤兒會話，回退未提交的事務，釋放會話所占用的鎖、

27、SGA、PGA等資源； 監控調度進程和服務器進程的狀態，如果它們失敗，則嘗試重新啟動它們，并釋放它們所占用的各種資源。InstanceSGAPMONPGA areaARCn（歸檔進程）（歸檔進程）v功能功能 歸檔進程負責在日志切換后將已經寫滿的重做日志文件復制到歸檔目標中，防止寫滿的重做日志文件被覆蓋。v最多可啟動最多可啟動10個歸檔進程個歸檔進程(ARC0 ARC9)RECO（恢復進程）（恢復進程）v功能功能 RECO進程負責在分布式數據庫環境中自動解決分布式事務的故障。一個節點的RECO自動解決所有的懸而未決的事務。當一個數據庫服務器的RECO后臺進程試圖建立同一遠程服務器的通信，如果該遠

28、程服務器不可用或者網絡連接不能建立時，RECO自動地在一個時間間隔之后再次連接。當且僅當數據庫配置為分布式事務處理，且初始化參數DISTRIBUTED_TRANSACTIONS的值大于0時，RECO進程才會自動啟動。 LCKn（鎖進程）（鎖進程）v功能功能 LCKn進程用于Oracle并行服務器環境中。在數據庫中最多可以啟動10個LCKn進程，主要用于實例間的封鎖。Dnnn（調度進程）（調度進程）v功能功能 Dnnn進程是多線程服務器(Multithreaded Server，MTS)的組成部分，以后臺進程的形式運行。調度進程接受用戶進程請求，將它們放入請求隊列中，然后為請求隊列中的用戶進程分

29、配一個服務器進程。最后，從響應隊列返回數據給用戶進程。 SGA（System Global Area)共享共享SQL區區共享池共享池數據庫緩沖存儲區數據庫緩沖存儲區日志緩沖區日志緩沖區數據字典數據字典Server ProcessUser ProcessDBWRPMONCKPTLGWRSMONARCHDatafilesControl FilesRedo Log Files歸檔Oracle數據庫的啟動和關閉數據庫的啟動和關閉v數據庫的啟動數據庫的啟動v數據庫的關閉數據庫的關閉v數據庫的狀態轉換數據庫的狀態轉換Oracle數據庫的啟動數據庫的啟動v數據庫啟動步驟數據庫啟動步驟創建并啟動實例 （初始化

30、參數文件）裝載數據庫 （控制文件）打開數據庫 （數據文件與重做日志文件）數據庫啟動的準備數據庫啟動的準備v啟動數據庫前，要先啟動數據庫前，要先啟動數據庫服務器的監聽服啟動數據庫服務器的監聽服務以及數據庫服務務以及數據庫服務v以命令行的方式啟動和關閉監聽程序以命令行的方式啟動和關閉監聽程序 打開監聽程序 C:LSNRCTL START 以SYSDBA或SYSOPER身份連接到Oracle C:SQLPLUS /NOLOG CONNECT sys/sys ORCL AS SYSDBA v在在Windows系統中啟動和關閉監聽程序系統中啟動和關閉監聽程序在在SQL*Plus中啟動數據庫中啟動數據庫v

31、 數據庫啟動的三種模式數據庫啟動的三種模式 v 啟動數據庫的基本語法啟動數據庫的基本語法 STARTUP NOMOUNT|MOUNT|OPEN|FORCERESTRICT PFILE=filename 啟 動 模 式說 明NOMOUNT 創建并啟動數據庫實例，對應數據庫啟動的第一個步驟MOUNT啟動實例并裝載數據庫，對應數據庫啟動的第二個步驟OPEN啟動實例、裝載并打開數據庫，對應數據庫啟動的第三個步驟v STARTUP NOMOUNT創建一個新的數據庫重建數據庫的控制文件v STARTUP MOUNT重命名數據文件添加、刪除或重命名重做日志文件改變數據庫的歸檔模式執行數據庫完全恢復操作v S

32、TARTUP OPENv STARTUP FORCE無法使用SHUTDOWN NORMAL，SHUTDOWN IMMEDIATE或SHUTDOWN TRANSACTION語句關閉數據庫實例在啟動實例時出現無法恢復的錯誤v STARTUP RESTRICT 執行數據庫數據的導出或導入操作執行數據裝載操作暫時阻止普通用戶連接數據庫進行數據庫移植或升級操作vSTARTUP PFILE 默認服務器端初始化參數文件 默認文本文件 使用非默認的服務器端初始化參數文件,由SPFILE指定關閉關閉Oracle數據庫數據庫v數據庫關閉步驟數據庫關閉步驟 關閉數據庫 （關閉數據文件與重做日志文件）卸載數據庫 （關閉控制文件）關閉實例 （釋放內存、關閉后臺進程）在在SQL*Plus中關閉數據庫中關閉數據庫 v關閉數據庫的基本步驟關閉數據庫的基本步驟 關閉數據庫 卸載數據庫 關閉實例v關閉數據庫的基本語法關閉數據庫的基本語