oracle結構-物理結構

oracle物理結構在一個伺服器中，每一個啟動並執行資料庫都有一個資料庫執行個體(instancename) 相聯絡。資料庫啟動時，系統首先在伺服器記憶體中分配系統全域區(SGA)，即構成了oracle的記憶體結構。然後啟動若干個常駐記憶體的作業系統進程，即組成了oracle的進程結構。除此之外，還有資料庫的物理與邏輯結構。資料庫體系統結構圖可以參考第一篇。在接下來的篇幅中將分五篇來詳細說明oracle資料庫的體繫結構。

• oracle物理結構
• oracle邏輯結構
• oracle記憶體結構
• oracle進程結構
• oracle串連配置結構

　　因為我的學習路線與學任何東西一樣，分四個階段，先需瞭解總體結構和原理，然後再進一步型清楚他們，第三再分塊理解吸收，最後再綜合提升。當然動手做實驗須貫穿始終。

　　本篇說明物理結構。

　　物理結構，即oracle資料庫使用的作業系統檔案結構。對於資料庫物理結構檔案，不同的oracle版本，不同的作業系統平台上有不同的儲存目錄結構。

• winnt  | d:\oracle\product\10.1.0\oradata\DB_NAME\*.*(oracle 10g);d:\orant\database\*.*(oracle7,oracle8)
• Unix | /home/app/oracle/product/10.1.0/oradata/DB_NAME/*.*(10g);/home/app/oradata/db_name/*.*(8i,9i)

　　資料庫的物理結構檔案按其作用可以分為三類：

• 資料檔案
• 記錄檔
• 控制檔案

一、資料檔案

　　資料檔案用來儲存資料庫的資料，如表、索引等。讀取資料時，系統首先從資料庫檔案中讀取資料，並儲存到SGA的資料緩衝區中。這是為了減少I/O，如果讀取資料時，緩衝區中已經有要讀取的資料，就不需要再從磁碟中讀取了。儲存資料時也是一樣，事務提交時改變的資料先儲存到記憶體緩衝區中，再由oracle後台進程DBWR決定如何將其寫入到資料檔案中。

1.查詢資料檔案的資訊

sql>select * from dba_data_files或

sql>select * from v$datafile(此資料字典包含檔案的動態資訊)

一個資料檔案只與一個資料庫相聯絡。資料檔案的大小是可以改變的。可以通過以下語句查詢資料表空間的空間空閑量

sql>select * from dba_free_space

2.修改資料檔案的大小

sql>alter database datafile "d:\...\df1.dbf" resize 800m

3.資料庫檔案的自動擴充特性。請看下面的例子:

sql>alter tablespace tbs1 add datafile "d:\...\df2.dbf" size 500m autoextend on next 50m maxsize 1000m

sql>alter database mydb1 datafile "d:\...\df2.dbf","d:\...\df3.dbf" autoexetend off

sql>alter database mydb1 datafile "d:\...\df2.dbf","d:\...\df3.dbf" autoexetend on next 30m maxsize unlimited

二、重做記錄檔

　　重做記錄檔記錄對資料庫的所有修改資訊。它是三類檔案中最複雜的一類檔案，也是保證資料庫安全與Database Backup與恢複有直接關係的檔案。

 1.記錄檔組與日誌成員

　　在每一個oracle資料庫中，至少有兩個重做記錄檔組。每組有一個個或多個重做記錄檔，即日誌成員。同一組中的成員是鏡像關係，它們儲存的內容是一模一樣的。oracle在寫日誌時，以一個日誌組為邏輯單位寫入，只在將日誌都寫入日誌組中的每個成員檔案中後，寫日誌才完成。

2.日誌工作原理

　　oracle有多個記錄檔組，當一個記錄檔組中所有的成員所有的成員同時被寫滿資料時，系統自動轉換到下一個記錄檔組，這個轉換過程稱為日誌切換。

　　當日誌切換後，會給前一個日誌組編一個號，用于歸檔日誌的編號，這個編號稱為記錄序號。此編號由1開始，每切換一次，序號自動加1，最大值受參數MAXLOGHISTORY限制，該參數的最大值為65534。

　　當oracle把最後一個日誌組寫滿了以後，自動轉向第一個日誌組，這時,再向第一個日誌組寫日誌的時候，如果資料庫運行在非歸檔模式下，這個日誌組中的原有日誌資訊就會被覆蓋。

　　使用以下語句查詢記錄檔資訊：

sql>select * from v$log

相關欄位說明如下：

GROUP#:記錄檔組號

THREAD#:記錄檔線程號，一般為1,雙機容時為2

SEQUENCE#:記錄序號

BYTES:記錄檔大小

MEMBERS:該組的日誌成員個數

ARC:該組日誌資訊是否已經完成歸檔

STATUS:該組狀態（CURRENT:表示當前正在使用的組；NACTIVE:表示非活動組；ACTIVE:表示歸檔未完成）

FIRST_CHANGE#:系統改變號ＳＣＮ，也叫檢查點號

FIRST_TIME:系統改變時間

DBA可以使用下列命令進行強制日誌切換

sql>alter system switch logfile

 3.NOARCHIVELOG/ARCHIVELOG

　　NOARCHIVELOG是非歸檔模式，如果資料庫運行在這種模式下，當日誌切換時，新切換到的日誌組中的日誌資訊會被覆蓋。ARCHIVELOG:歸檔模式，如果資料庫運行在這種模式下，日誌會被Archive Storage，產生歸檔日誌，且在未歸檔之前，日誌不允許被覆蓋寫入。

　　要確認資料庫的歸檔方式，可以查詢資料字典v$database:

sql>select log_mode from v$database

　　要瞭解歸檔日誌的資訊，可以查詢資料字典v$archived_log。

　　要將資料庫改為歸檔模式：

a.alter database archivelog

b.設定初始化參數LOG_ARCHIVE_START=TRUE

c.設定歸檔檔案目標儲存路徑 LOG_ARCHIVE_DEST=C:\ORA\ARCHIVE

d.設定歸檔檔案命名格式參數 LOG_ARCHIVE_FORMAT="ORCK%T%S.ARC"。這個格式中的%S表示記錄序號，自動左邊補零；%s表示記錄序號，自動左邊不補零；%T表示日誌線程號，左邊補零；%t表示日誌線程號不補零。

e.重新啟動資料庫

4.CKPT進程(檢查點進程)

　　CKPT進程保證有修改過的資料庫緩衝區中的資料都被寫入到資料檔案，記錄檔、資料檔案、資料庫頭和控制檔案中都有寫入檢查點標記。資料庫在恢複時，只需提供自上一個檢查以來所做的修改。檢查點完成時系統將更新資料庫資料庫頭和控制檔案。

　　參數LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT決定一個檢查點發生的時間間隔。LOG_CHECKPOINT_INTERVAL決定一個檢查需要填充的記錄檔塊的數量。檢查點號，也稱系統改變號(SCN)，它標識一個檢查點。可以通過v$log查詢記錄檔的檢查點資訊，通過v$datafile查詢資料檔案的檢查點資訊，通過v$database查詢資料庫頭的檢查點資訊。三個地方的檢查點號相同，如果不同，說明發明資料庫不同步，此時資料庫肯定無法正常啟動。

5.增加與刪除記錄檔組、日誌成員(詳細文法請參考oracle文檔)

alter database [database] add logfile [group integer] filespec[,[group...

alter database [database] add logfile (...)

alter database [database] drop logfile [grout integer]

alter database  [database] add logfile member "filespec" [reuse] to group integer

alter database [database] drop logfile member "filename","filename"...

alter database [database] rename file "filename" to "filename"

6.清除記錄檔資料

alter database [database] clear [unarchived] logfile group integer|filespec

 

三、控制檔案

　　控制檔案是一個二進位檔案，用來描述資料庫的物理結構，一個資料庫只需要一個控制檔案，控制檔案的內容包括：

• 資料庫名及資料庫唯一標識
• 資料檔案和記錄檔標識
• 資料庫恢複所需的同步資訊，即檢查點號

　　控制檔案由參數control_files指定，格式如下：

control_files=("home/app/.../control01.ctl","home/app/.../control02.ctl")

參數中各個檔案是鏡像關係，也就是說，幾個檔案中只要有一個檔案完好，資料庫就可以正常運行。

　　以下語句查詢控制檔案的資訊：

sql>select * from v$controlfile

　　如果控制檔案損壞或丟失，資料庫將終止並且無法啟動，所以，要對控制檔案進行鏡象，手工鏡像步驟如下：

a.關閉資料庫

b.複製控制檔案

c.修改參數檔案，加入新增的控制檔案位置描述

d.重新啟動資料庫

　　另外注意，控制檔案中還包含幾個伺服器參數的設定，如果修改這些參數的值，剛需要重新建立控制檔案，這些參數是：

• MAXLOGFILES:最大記錄檔個數
• MAXLOGMEMBERS:最大日誌成員個數
• MAXLOGHISTORY:最大歷史日誌個數
• MAXDATAFILES:最大資料檔案個數
• MAXINSTANCES:最大執行個體檔案個數

　　所有修改資料庫結構的命令都會引起控制檔案的改變。同時出會記錄在oracle追蹤檔案中，追蹤檔案的名稱為alter_SID.log，路徑如下：

d:\oracle\product\10.1.0\admin\DB_NAME\bdump\SIDALRT.log(unix是alter_SID.ora)

也可以在參數檔案中指定追蹤檔案的儲存路徑，後台進程追蹤檔案目錄由參數background_dump_dest指定，使用者追蹤檔案位置由參數user_bdump_dest指定，如：

background_bdump_dest=/u01/app/oracle/oralog/bdump

user_bdump_dest=/u01/app//oralog/udump