Oracle物理的體繫結構

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體繫結構圖的學習：

1. 老餘服裝店的故事
2. 結構圖：
   1. SQL查詢語句
      1. SGA
         1. 共用池shared pool
         2. 資料緩衝區Buffer cache
      2. PGA
      3. 進程
   2. SQL更新語句
      1. SGA：
         1. 日誌緩衝區
      2. 記錄檔
3. 深入學習
   1. 提交
   2. 復原
   3. 一致讀

實踐體會：

1. 記憶體
2. 進程
3. 啟停
4. 檔案
5. 監聽

學習意義：

體繫結構圖：

說明：

1. oracle由執行個體和資料庫組成
2. 執行個體由：專門開闢出來的一塊SGA記憶體地區和一些列後台進程組成，其中SGA主要被劃分為共用池（shared pool），資料緩衝區（db cache），日誌緩衝區（log buffer）這三個部分。另外加上oracle的一些進程：DBWn,LGWR,ARCH,CKPT這些有和硬碟打交道。其它進程還有：PMON,SMON,LCKn，RECO.
3. 資料庫的檔案組成：
   1. 資料本身：
      1. 資料檔案：
      2. 記錄檔：
         1. 聯機記錄檔：必須多工（group-Nmember）；迴圈寫
         2. 歸檔記錄檔：歸檔記錄檔會被移動到磁碟或磁帶，用於備份和恢複。
   2. 啟動執行個體：
      1. 參數檔案：
      2. 控制檔案：
4. PGA也是開闢出來的一塊記憶體區，和SGA的差別是，PGA私人不共用。使用者連進來是的第一關就是PGA：
   1. 儲存使用者的串連資訊：如會話屬性，綁定變數等。
   2. 儲存使用者的許可權，當使用者建立會話時，系統會去資料字典查詢使用者的許可權資訊，並儲存在PGA中。
   3. 如果取回的資料需要排序，那麼排序的活動在PGA內完成，如果PGA不夠，那麼使用暫存資料表空間（盡量不使用暫存資料表空間，因為會大量增大磁碟IO，降低效能。）。
5. 分為3個地區，記憶體裡面主要是1區PGA，2區SGA，硬碟為3區。一般的資料庫操作是1-2-3或者僅僅是1-2.

老餘的故事：

1. 顧客的尺寸—soft parse
2. 有效調整—buffer cache
3. 記錄的習慣—目的是提高效能，批量的刷資料，而不是提交一筆刷一筆。

一條查詢語句的曆險：

1. sqlplus建立一個會話，執行查詢select id from t where obejct_id=29；這個時候先完成PGA的3步驟中的頭2步：儲存會話資訊，使用者權限資訊，然後將sql語句hash出一條hash值。
2. 帶著hash值，sql進入了第二個地區：共用池，在這裡首先尋找是否有同樣的hash值。如果沒有，那麼就比較辛苦：首先查詢文法是否正確，然後查詢語義（表和欄位有沒有寫錯）是否正確，是否有許可權等，確認完這些，將hash值儲存下來。接下來進行硬解析，經過最佳化器分析以後Oracle會選擇一個低成本的執行計畫。
3. 帶著自信計劃的sql接下來進入第三個地區：資料緩衝區，去獲得需要的資料，如果查到該資料，則返回給sql帶回到PGA。如果沒有，就要大費周章地去磁碟（增大IO降低速度）裡面尋找。尋找的方式就是按照執行計畫來。讀出來的資料會被放回資料緩衝區和PGA

   sqlplus xxx/xxxdrop table t;create table t as select * from all_objects;create index idx_objid on t(object_id);set autotrace on;set linesize 100;set timing on;select object_name from t where object_id=29;

• 前後兩次執行同一條語句：第二次比第一次少很多時間。原因是第二次少做了一些事情：
  1. 因為會話沒有斷開，所以不需要再去資料庫讀取許可權和使用者資訊，少了很多物理讀。
  2. 因為是第二次執行同一條語句，所以SGA的共用池裡已經儲存了相對應的hash值，比照一樣之後，不需要做文法語義的驗證，也不需要做硬解析獲得最佳化的執行計畫，只要把已經解析好的執行計畫拿來用就好。
  3. 資料被取到SGA的資料緩衝區裡面，也不需要去硬碟讀。
  4. 可以用/*+full(t)*/強制sql走全表掃描。

一條更新語句的曆險：

1. 如果使用者還是沒有退出session，那麼PGA部分儲存的內容不需要再做一遍。還是會將sql語句hash出一條hash值。
2. 帶著hash值，sql進入了第二個地區：共用池。照舊：首先查詢文法是否正確，然後查詢語義（表和欄位有沒有寫錯）是否正確，是否有許可權等，確認完這些，將hash值儲存下來。接下來進行硬解析，經過最佳化器分析以後Oracle會選擇一個低成本的執行計畫。
3. 帶著自信計劃的sql接下來進入第三個地區：資料緩衝區。去磁碟裡面按照執行計畫來尋找，讀出來的資料會被放回資料緩衝區。
4. sql執行update改變緩衝區中資料的值。
   1. 這個改變動作導致記憶體中的資料區塊變髒。DBWn專門負責將髒資料寫入磁碟。
   2. 這個改變動作被oracle記錄到日誌緩衝區，有LGWR快速寫入聯機記錄檔。
   3. 如果聯機記錄檔寫滿，切換日誌時會把寫滿的聯機記錄檔用ARCH寫入歸檔記錄檔。這裡面有個速度問題，如果有個聯機日誌aARCH進程沒有完全歸檔完，就有LGWR要來寫，說明聯機記錄檔太小或者檔案個數太少。
5. 提交：只有使用者commit，這條更新語句才會在資料庫生效，如果使用者放棄，則用rollback。
6. 記錄檔和資料檔案的關係：日誌存在的目的在系統崩潰後重啟時，把在日誌中記載的，但是沒刷到資料檔案的操作重新做一遍。所以如果平時DBWn不勤快的刷資料，資料庫的效能越好，但是同時的日誌裡面沒刷的內容相應的也越多，斷電恢複需要的時間也越長。可是如果平時DBWn很勤快，那麼固然恢複的時間段了，卻會影響到資料庫的效能。控制這個平衡的就是CKPT。
7. 什麼時候資料由資料緩衝區寫入到磁碟，這是由CKPT來控制的（傻把式DBWn是聽CKPT來指揮的）,另外如果LGWR出了故障，那麼DBWn會被攔住，因為DBWn必須等LGWR把操作記錄到日誌以後才能寫相應的資料到磁碟，這就是“凡事有記錄”。

勞模評選：LGWR

1. PMON:這個是進程監視進程，如果你的sql更新語句進程崩潰，PMON自動幫你rollback，其它進程如RECO等崩潰，PMON協助重啟進程，遇到LGWR崩潰，PMON為終止整個執行個體，以避免資料產生不一致現象。
2. SMON：系統監視進程，與PMON不同，SMON關注的是系統層級的操作，而非單個進程。重點工作在於執行個體恢複，同時還有清理暫存資料表空間和復原段資料表空間，合并空閑空間等。
3. LCKn：僅僅用於RAC，用於執行個體間的封鎖，n從1到10.
4. RECO：用於分布式的恢複： 比如有A,B,C三個分散式資料庫，一個應用橫跨這3個資料庫，一個提交一定在3個庫全部提交成功才成功，否則復原。
5. CKPT：通過FAST_START_MTTR_TARGET的設定來控制DBWn寫入的頻繁程度，參數越短，恢復越短，寫入越頻繁，效能越差。
6. DBWn：系統最核心的進程，負責將資料寫入磁碟，受CKPT指揮，和LGWR密切相關。
7. LGWR：也是系統最核心的進程，負責把日誌緩衝的日誌寫到磁碟的記錄檔中。記錄檔必須是按順序記錄，中間錯了任何一條，其後的所有日誌就報廢了。所以多工非常關鍵。另外因為日誌必須按順序記錄，所以LGWR無法採用多進程，只能採用單一進程，否則次序錯亂了。 在這樣的情況下，為了保證LGWR及時有效寫入記錄檔，LGWR自己給自己加壓，定了5條規矩，通過這些規矩從不同側面保證記錄檔的可靠性，：
1. 每個3秒跑一次，將這3秒內的日誌寫入磁碟。
2. 任何Commit觸發LGWR運行一次，將commit的內容寫入磁碟。
3. DBWn要把資料從緩衝寫到磁碟前，觸發LGWR運行一次，把相關內容寫入磁碟。
4. 日誌緩衝區滿1/3，或者日誌滿1m，觸發LGWR運行一次，把1/3的內容，或者1m的內容寫入磁碟。
5. 聯機記錄檔切換，觸發LGWR運行一次，將切換前的日誌寫入磁碟。
8. ARCH:日誌切換是會觸發ARCH進程，另外日誌在被覆蓋之前如果沒有歸檔，會觸發ARCH歸檔完畢以後再覆蓋。

復原段：更新語句是會發生。

1. 首先找到要更新的記錄，讀入到資料緩衝區（和查詢一樣）。
2. 在復原段資料表空間分配空間，在資料緩衝區中建立該記錄的鏡像，通過DBWn將鏡像寫入復原段資料表空間，並且用日誌記錄下這個動作。
3. 在2做好的前提下，然後對有鏡像的原記錄進行修改，並且將這個修改的動作寫入日誌。
4. 此時，如果使用者提交，那麼LGWR要立即寫入這個提交資訊。並且，將復原段的事務表上的該事務標記為非活躍狀態，表示允許重寫。
5. 如果進行了復原，則oracle要從復原段中讀取鏡像記錄，還原被修改的記錄。這個過程也會被日誌記錄起來。
6. UNDO_MANAGEMENT=AUTO:自動管理復原段
7. UNDO_RETENTION=900:commit後900秒才能覆蓋復原段的內容.

增刪改對於復原段的壓力大小問題:

1. insert壓力最小.只記錄rowid,復原的時候只要定位到行刪除即可.delete壓力最大,需要重新插入回來整行.
2. 對於記錄檔則反之.

讀一致性:查詢的規則,如果你是9:00開始查詢的,那麼資料庫應該返回9:00時的資料庫的值給你而不是9:01的.這個叫讀一致性.

1. SCN全稱系統改變號碼,存在於資料庫的最小單位塊中.每一個塊的改變都會引起SCN的遞增.
2. 資料庫的復原段記錄事務槽,這個是用來分配復原段空間的.如果你更新某塊,事務就被寫進槽裡,若未提交或者未復原,則該槽就是活躍的.資料庫讀到這一塊可以識別這種情況.
3. 查詢的時候,如果scn號比發起的scn號小,則看是否是活躍事務,如果是活躍事務,去復原段讀資料.如果scn號比發起的scn號大,那麼也去復原段讀資料.
4. Oracle寧可返回錯誤,也不能返回不一致讀.如果復原段的鏡像由於反覆修改被覆蓋了,oracle會返回ORA-01555錯誤.
5. 塊頭的ITL槽記錄scn號,活動的話,可以找到對應的undo資料表空間.

實踐:

1. 記憶體的體會:SGA/PGA:

   sqlplus / as sysdbashow parameter sgashow parameter pgashow parameter shared_pool_sizeshow parameter db_cache_size

   show parameter log_buffer

   ipcs –m 在作業系統查看共用記憶體。

1. 現在SGA一般為自動管理，只需設一些母體參數即可：SGA_MAXSIZE=8G,SGA_TARGET=2G, 指正常情況分配2G給oracle，如果不夠再增加，最大不超過8G。另外11g以後多了memory_max_target，memory_target.如果設定了這個，就不用設SGA和PGA了。如果要手動設定SGA,就把SGA_TARGET=0,然後設定shared_pool_size, db_cache_size為非0即可。
2. log_buffer是不能自動分配的。必須手動，一般15m就夠了。由於每1/3寫一次，每滿1m寫一次，所以分配太大最佳化也不是太明顯。
3. 修改文法：ALTER SYSTEM SET <parametername>=<value> SCOPE={MEMORY|SPFILE|BOTH}.
1. 如果執行個體使用pfile啟動，則scope的預設值是memory，如果是spfile啟動，預設值是both。
2. 有些參數必須重啟才會生效，如log_buffer，sga_max_size等。會報錯：ORA-02095: specified initialization parameter cannot be modified。
3. 如果參數檔案有問題而啟動不了的解決方案：
1. >create pfile=‘/tmp/swat.ora‘ from spfile;
2. 去作業系統修改/tmp/swat.ora.
3. >create spfile from pfile=‘/tmp/swat.ora‘;
4. >startup
2. 進程的體會：

   show parameter instance_nameps-ef |grep arcarchive log list;shutdown immediatestartup mount;alter database archivelog;alter database open;

3. 啟停的體會：

   startup nomount：讀取參數檔案，通過參數檔案的指定來啟動執行個體。startup mount：鎖定控制檔案。控制檔案：記錄資料檔案，記錄檔，檢查點資訊。 startup：alter database mount;alter database open;通過控制檔案裡面的資訊來比較資料庫的狀態，如果狀態一致，順利開啟資料庫。

   shutdown immediate：結束所有會話，復原未提交操作。shutdown abort ：直接殺死所有會話，沒有復原，資料庫重啟後會出現資料不一致要reover。shutdown transactional：沒有事務的會話殺掉，有事務的等事務提交才殺。不需要復原操作。shutdown normal：新的會話無法連入，非常客氣的等待所有會話退出才關閉。

4. 檔案的體會：

   show parameter spfile 參數檔案位置show parameter control 控制檔案位置

   set linesize 1000

   col file_name format a100

   col member format a100select file_name from dba_data_files; 資料檔案位置select group#,member from v$logfile;記錄檔位置show parameter recovery 歸檔檔案位置set linesize 1000show parameter dump 日誌警告檔案位置ls -lart alert*

5. 監聽：lsnrctl status | lsnrctl stop | lsnrctl start

Oracle物理的體繫結構