Oracle体系结构相关概念

foolisk

已于 2025-03-02 01:22:55 修改

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分类专栏：关于数据库文章标签： oracle 数据库

于 2025-02-28 00:54:12 首次发布

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用户通过用户进程（如sqlplus、sqldevloper）凭借口令向oracle数据库实例建立连接，登录成功后，oracle就在服务器上创建一个服务器进程，这个服务器进程只能为这个用户进程服务。

用户进程向服务器进程发出请求，由服务器进程对数据库产生实际的操作（增删改数据到文件中），并把数据返回给用户进程。

一、存储结构

1.数据库的主要存储有外存（磁盘）和内存

内存：数据访问速度快、临时存储、价格贵

外存：数据访问速度慢、长期存储、价格便宜

2.存储结构分为逻辑存储结构和物理存储结构

（1）逻辑存储结构

①由数据库>表空间>段>区>数据块组成

②这里有一个小问题插曲：使用sqlplus system和system sysdba都无法连接到oracle，报错ORA-01033: ORACLE ???????? 但使用sqlplus / as sysdba可以连接

=>oracle实例未启动或异常退出，可以先使用sqlplus / as sysdba连接再用SELECT status FROM v$instance;查询数据库状态，发现状态是STARTED，说明数据库未挂载也未开放，因此用户无法连接。执行下面的命令挂载并开放数据库即可正常使用sqlplus system连接数据库

ALTER DATABASE MOUNT;
ALTER DATABASE OPEN;
SELECT status FROM v$instance;
再检查一次确认数据库状态是OPEN

------数据块Block

③数据块是读取数据的最小单位，可以这样查询数据块的大小

SQL> select name,value from v$parameter where name='db_block_size';

NAME                           VALUE
------------------------------ --------------------
db_block_size                  8192

④数据块的结构

块头存配置，存储区存数据

---------数据区Extent

⑤数据区由连续的数据块组成，是存储分配的最小单位

----------段Segment

①分为数据段（存储表中所有数据）、索引段（存储表上最佳查询的所有索引数据）、临时段（存储排序操作期间产生的临时表的数据）、回滚段（存储修改之前的位置和值）。

ps：视图不存储数据，不是段。

----------表空间TableSpace

①表空间是数据库的最大逻辑划分区域

②一个表空间由一个或多个数据文件组成，一个数据文件只属于一个表空间。

③表空间的大小是它对应数据文件大小的总和。

③默认自带的表空间分为以下几种类型

系统表空间system tablespace：存放表名、列名、oracle管理文件、控制文件等等

辅助表空间sysaux tablespace：orcl11g新加的，是system tablespace的辅助表空间，提高效率

撤销表空间undo tablespace:临时存储撤销信息的表空间

用户表空间user tablespace:用户信息

一般自己建表不要创建在上述表空间中。

（2）物理存储结构

从物理角度来看，数据库包含3类文件：数据文件（x.DBF 包含数据字典）、控制文件(x.CTL)、重做日志文件()(x.LOG)。即数据库以文件形式存储在磁盘上。

--------数据文件（.DBF）

①可以通过数据字典查询oracle中有哪些数据文件

SQL> select file_name,tablespace_name from dba_data_files;

FILE_NAME
--------------------------------------------------
TABLESPACE_NAME
------------------------------------------------------------
D:\ORACLE19\ORADATA\ORCL\SYSTEM01.DBF
SYSTEM

D:\ORACLE19\ORADATA\ORCL\SYSAUX01.DBF
SYSAUX

D:\ORACLE19\ORADATA\ORCL\USERS01.DBF
USERS


FILE_NAME
--------------------------------------------------
TABLESPACE_NAME
------------------------------------------------------------
D:\ORACLE19\ORADATA\ORCL\UNDOTBS01.DBF
UNDOTBS1

②数据文件的种类：系统数据文件（SYSTEM01.DBF和SYSAUX01.DBF）、回滚数据文件（UNDOTBS01.DBF）、用户数据文件（USERS01.DBF、TBSP_1.DBF）、临时数据文件（TEMP02.DBF）。对应了不同的表空间。

-----------------控制文件（CTL）

①控制文件是数据库中最小的文件，二进制。

②控制文件是数据库中最重要的文件。要启动实例必定会读取控制文件，Oracle通过控制文件找到日志文件和重做日志文件的路径，如此才能启动实例。

③orcale存储了两份控制文件，提高可靠性，控制文件的路径也记录在了控制文件中

如本地部署的oracle，控制文件路径配置就是

# File Configuration
###########################################
control_files=("D:\Oracle19\oradata\ORCL\control01.ctl","D:\Oracle19\oradata\ORCL\control02.ctl")

-------------日志文件（.LOG）

①作用是记录对数据所做的修改。

②日志文件包括重做日志文件和归档日志文件

③重做日志文件：

记录所有的数据变化，可用于数据恢复，读取原始的数据记录。

④归档日志文件：当重做日志文件写满了，就可以由归档进程将即将被覆盖的信息读出来放到归档日志文件中。归档日志模式分为归档模式（ARCHIVELOG）和非归档模式（NOARCHIVELOG），由用户设定。

>查询当前数据库采用的是那种归档模式：非归档模型，那么当重做日志文件1次写满，新内容覆盖后，老的日志就丢失了，对应部分的数据也就无法恢复了。

SQL> col name format a30
SQL> select dbid,name,log_mode from v$database;

      DBID NAME                           LOG_MODE
---------- ------------------------------ ------------------------
1721573013 ORCL                           NOARCHIVELOG

--------其他文件

①服务器参数文件（orcl.ora）

②密码文件（PEDorcl.ora）

③警告文件（alert_orcl.log）

④跟踪文件

二、进程结构

（1）ORCL内存结构

分为两种：系统全局区（SGA）和程序全局区（PGA）

----------系统全局区（SGA）

SGA是所有用户进程共享的一块全局区，SGA随着数据库实例的启动而加载到系统内存当中，实例关闭则SGA区域消失。包括高速数据缓冲区、共享池、重做日志缓冲区、Java池、大型池、流池。、

①高速数据缓冲区（Data buffer cache）：用来存放Oracle系统最近访问过的数据块。如果某些数据文件的数据被请求过，这些数据就会被装在高速数据缓冲区，这样当用户再次请求这些数据时，就可以直接从缓冲区读取这些数据，而无需去读取磁盘中的数据文件，性能更佳。

②共享池：存储最近执行过的sql语句和使用过的数据定义，包括库高速缓冲区和字典高速缓冲区。

其中库高速缓冲区又分为共享sql区（sql语句和执行计划）和私有sql区（存储sql的会话等）。

字典高速缓冲区用户存放数据字典（用户等信息）。

共享池可不是越大越好。

③重做日志缓冲区（Redo log buffer）：用于记录数据改变的日志信息

④Java池：不是必须，安装后可以提供java虚拟机，使支持在数据块中运行java程序。

⑤大型池：用于数据块的备份、恢复、大数据量排序。

⑥流池：用于数据块和数据块之间的信息共享，不是必须。

小练习：Oracle执行sql查询语句的步骤是什么？

①编译：服务器进程将sql语句放进共享池的库高速缓冲区中（存放了历史sql和查询计划）

搜索是否在存的历史sql中，没有的话就检查是否存在语法错误，没有错误就检查数据字典（比如要查的字段是否在当前表中，要查的表是否属于当前用户），没有错误就将当前操作对象加上编译锁并检查对应权限（比如所查询表是否加密，当前用户是否有相应权限），然后就会生成相应的执行步骤，最后将sql语句和执行步骤放入共享池的库高速缓冲区中。

②执行

③提取数据：服务器进程将处理的数据返回给用户进程