Oracle体系结构理解

我们去了解一个新的数据库系统.首先需要弄清楚它的逻辑和物理结构.所以接下来.我们一起了解一下Oracle的体系结构.了解了它的体系结构能够帮我们快速入门Oracle.MySQL是单进程多线程的结构.Oracle和PG都是多进程.

Oracle的整体结构

Oracle server是由instance和database两部分组成.一个instance只能对应一个数据库.rac是特殊情况.一个数据库对应了多个instance

物理结构:

主要是我们环境变量中指定的ORACLE_BASE下边的各个目录下的文件

[oracle@db01 ~]$ cd $ORACLE_BASE
[oracle@db01 oracle]$ ll
总用量 0
drwxr-x---  4 oracle oinstall  31 8月   3 09:28 admin
drwxr-x---  4 oracle oinstall  31 8月   3 09:30 audit
drwxr-x---  5 oracle oinstall  47 8月   2 14:20 cfgtoollogs
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall   6 8月   2 14:11 checkpoints
drwxrwxr-x 23 oracle oinstall 280 8月   2 14:11 diag
drwxr-x---  3 oracle oinstall  19 8月   3 09:28 oradata
drwxrwxr-x  3 oracle oinstall  18 8月   2 13:48 product

其中product下主要是我们的程序目录.类似于MySQL的程序目录

[oracle@db01 oracle]$ ll product/19.3/db/
总用量 80
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall   102 8月   2 14:11 addnode
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall  4096 4月  17 2019 apex
drwxr-xr-x  9 oracle oinstall    93 4月  17 2019 assistants
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall  8192 8月   2 14:12 bin
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    30 8月   2 14:11 cfgtoollogs
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    87 8月   2 14:11 clone
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall    55 4月  17 2019 crs
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    18 4月  17 2019 css
drwxr-xr-x 11 oracle oinstall   119 4月  17 2019 ctx
drwxr-xr-x  7 oracle oinstall    71 4月  17 2019 cv
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    20 4月  17 2019 data
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    19 4月  17 2019 dbjava
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall   169 8月   3 13:47 dbs
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall   191 8月   2 14:11 deinstall
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    20 4月  17 2019 demo
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    20 4月  17 2019 diagnostics
drwxr-xr-x 13 oracle oinstall   198 4月  17 2019 dmu
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    30 4月  17 2019 drdaas
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    19 4月  17 2019 dv
-rw-r--r--  1 oracle oinstall   852 8月  18 2015 env.ora
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    18 4月  17 2019 has
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall    41 4月  17 2019 hs
drwxrwx--- 10 oracle oinstall  4096 8月   2 14:11 install
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall    29 4月  17 2019 instantclient
drwxr-x--- 14 oracle oinstall   233 8月   2 14:11 inventory
drwxr-xr-x  8 oracle oinstall    82 4月  18 2019 javavm
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    35 4月  17 2019 jdbc
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall   219 4月  18 2019 jdk
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall  4096 4月  17 2019 jlib
drwxr-xr-x 10 oracle oinstall   112 4月  17 2019 ldap
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall 12288 8月   2 14:11 lib
drwxr-x--T  4 oracle oinstall    30 8月   3 09:17 log
drwxr-xr-x  9 oracle oinstall    98 4月  17 2019 md
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    31 4月  17 2019 mgw
drwxr-xr-x 10 oracle oinstall   106 4月  17 2019 network
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall    46 4月  17 2019 nls
drwxr-xr-x  8 oracle oinstall   101 4月  17 2019 odbc
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall    42 4月  17 2019 olap
drwxr-x--- 14 oracle oinstall  4096 8月   2 14:11 OPatch
drwxr-xr-x  7 oracle oinstall    65 4月  17 2019 opmn
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    34 4月  17 2019 oracore
-rw-r-----  1 oracle oinstall    55 8月   2 11:07 oraInst.loc
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall    52 4月  17 2019 ord
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    66 4月  17 2019 ords
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    19 4月  17 2019 oss
drwxr-xr-x  8 oracle oinstall   226 8月   2 14:11 oui
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    33 4月  17 2019 owm
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall    39 4月  17 2019 perl
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall    78 4月  17 2019 plsql
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall    56 4月  18 2019 precomp
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall    26 4月  17 2019 QOpatch
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall    52 4月  17 2019 R
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    29 4月  17 2019 racg
drwxr-xr-x 13 oracle oinstall   140 4月  18 2019 rdbms
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    21 4月  17 2019 relnotes
-rwx------  1 oracle oinstall   582 8月   2 14:11 root.sh
-rwx------  1 oracle oinstall   786 4月  17 2019 root.sh.old
-rw-r-----  1 oracle oinstall    10 4月  17 2019 root.sh.old.1
-rwx------  1 oracle oinstall   638 4月  18 2019 root.sh.old.2
-rw-r-----  1 oracle oinstall    10 4月  17 2019 root.sh.old.3
-rwxr-x---  1 oracle oinstall  1783 3月   9 2017 runInstaller
-rw-r--r--  1 oracle oinstall  2927 10月 15 2016 schagent.conf
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall   119 4月  17 2019 sdk
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    18 4月  17 2019 slax
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    41 4月  17 2019 sqldeveloper
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    17 4月  17 2019 sqlj
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall   236 4月  18 2019 sqlpatch
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall    53 8月   2 14:11 sqlplus
drwxr-xr-x  6 oracle oinstall    54 4月  17 2019 srvm
drwxr-xr-x  5 oracle oinstall    45 4月  17 2019 suptools
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    35 4月  17 2019 ucp
drwxr-xr-x  4 oracle oinstall    31 4月  17 2019 usm
drwxr-xr-x  2 oracle oinstall    33 4月  17 2019 utl
drwxr-xr-x  3 oracle oinstall    19 4月  17 2019 wwg
drwxr-x---  7 oracle oinstall    69 4月  17 2019 xdk

oradata下主要是数据目录(可以看到主要包含控制文件,redo文件以及对应的表空间文件)

[oracle@db01 oracle]$ ll oradata/ORCL1/
总用量 2479380
-rw-r----- 1 oracle oinstall  10600448 8月   3 15:01 control01.ctl
-rw-r----- 1 oracle oinstall  10600448 8月   3 15:01 control02.ctl
-rw-r----- 1 oracle oinstall 209715712 8月   3 13:44 redo01.log
-rw-r----- 1 oracle oinstall 209715712 8月   3 13:44 redo02.log
-rw-r----- 1 oracle oinstall 209715712 8月   3 15:01 redo03.log
-rw-r----- 1 oracle oinstall 576724992 8月   3 15:00 sysaux01.dbf
-rw-r----- 1 oracle oinstall 943726592 8月   3 14:47 system01.dbf
-rw-r----- 1 oracle oinstall  33562624 8月   3 09:32 temp01.dbf
-rw-r----- 1 oracle oinstall 361766912 8月   3 15:00 undotbs01.dbf
-rw-r----- 1 oracle oinstall   5251072 8月   3 13:44 users01.dbf

admin目录主要是记录Oracle实例配置及运行日志等文件

[oracle@db01 oracle]$ ll admin/orcl1/
总用量 12
drwxr-x--- 2 oracle oinstall 8192 8月   3 15:00 adump
drwxr-x--- 2 oracle oinstall   20 8月   3 09:32 dpdump
drwxr-x--- 2 oracle oinstall   34 8月   3 09:32 pfile
drwxr-x--- 2 oracle oinstall   44 8月   3 09:28 xdb_wallet

diag目录主要是存放各个程序的日志目录

[oracle@db01 oracle]$ ll diag/
总用量 0
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 afdboot
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 apx
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 asm
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 asmcmd
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 asmtool
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 bdsql
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 clients
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 crs
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 diagtool
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 dps
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 em
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 gsm
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 ios
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 kfod
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 lsnrctl
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 netcman
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 ofm
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 plsql
drwxrwxr-x 2 oracle oinstall  6 8月   2 14:11 plsqlapp
drwxrwxr-x 4 oracle oinstall 31 8月   3 09:28 rdbms
drwxrwxr-x 3 oracle oinstall 18 8月   3 08:10 tnslsnr

查看对应instance的日志:

[oracle@db01 oracle]$ ll diag/rdbms/orcl1/orcl1/
总用量 24
drwxr-x--- 2 oracle oinstall    21 8月   3 09:28 alert
drwxr-x--- 2 oracle oinstall     6 8月   3 09:28 cdump
drwxr-x--- 2 oracle oinstall     6 8月   3 09:28 hm
drwxr-x--- 7 oracle oinstall   100 8月   3 13:44 incident
drwxr-x--- 2 oracle oinstall     6 8月   3 09:28 incpkg
drwxr-x--- 2 oracle oinstall     6 8月   3 09:28 ir
drwxr-x--- 2 oracle oinstall  4096 8月   3 13:44 lck
drwxr-x--- 8 oracle oinstall   120 8月   3 09:28 log
drwxr-x--- 2 oracle oinstall  4096 8月   3 09:28 metadata
drwxr-x--- 2 oracle oinstall     6 8月   3 09:28 metadata_dgif
drwxr-x--- 2 oracle oinstall     6 8月   3 09:28 metadata_pv
drwxr-x--- 2 oracle oinstall   259 8月   3 13:44 stage
drwxr-x--- 2 oracle oinstall     6 8月   3 13:44 sweep
drwxr-x--- 2 oracle oinstall 12288 8月   3 15:12 trace

cfgtoollogs目录主要存放dbca.netca等程序的日志目录

[oracle@db01 oracle]$ ll cfgtoollogs/
总用量 4
drwxr-x--- 4 oracle oinstall  109 8月   3 09:28 dbca
drwxr-x--- 2 oracle oinstall 4096 8月   3 08:10 netca
drwxr-x--- 7 oracle oinstall  218 8月   3 09:32 sqlpatch

checkpoints 存放检查点的目录

audit 审计信息目录

逻辑结构:

Oracle的逻辑结构是段区块.在Oracle中默认的块大小是8k.可以修改.默认一个区是8个块.在MySQL中逻辑结构是段区页.默认页大小是16k.默认一个区是64个数据页.

Oracle的内存结构:

Oracle的内存主要分为SGA和PGA两块内存区

SGA介绍:SGA是一组为系统分配的共享的内存结构，可以包含一个数据库实例的数据或控制信息。如果多个用户连接到同一个数据库实例，在实例的SGA中，数据可以被多个用户共享， 当数据库实例启动时，SGA的内存被自动分配；当数据库实例关闭时，SGA内存被回收。 SGA是占用内存最大的一个区域，同时也是影响数据库性能的重要因素。

SGA缓存区主要包括:share pool，db buffer cache，redo log buffer，large pool，java pool,stream pool

share pool:用于存放最近执行的SQL语句和数据字典信息。共享池主要有库高速缓存（Library Cache）和数据字典高速缓存（Dictionary cache）两部分组成

1) 库高速缓存（Library Cache）

库高速缓存用于存放最近执行的sql语句信息，包括sql语句文本，解析代码值及执行计划

2) 数据字典高速缓存区（Dictionary cache）

用于存放数据字典的信息，包括表、列定义以及权限信息）库高速缓存和数据字典高速缓存大小是动态变化的，不是固定的

Database Buffer cache 用于存放最近访问的数据块信息，它由许多小缓冲区（缓冲区大小=数据尺寸）组成

redo log buffer 重做日志缓存区（Redo log buffer），用于记载实例的变化。执行DDL或DML语句时，服务器进程首先将事物的变化记载到重做日志缓存区，然后才会修改数据高速缓存。重做日志缓存区由很多重做记录（Redo record）组成，并且每条重做记录记载了被修改数据块的位置以及变换后的数据

large pool

为大内存操作提供的独立内存区

PGA 用于存放服务器进程的数据和控制信息，独立于SGA的一块内存区域。

当用户连接到Oracle Server时，Oracle server会为每个服务器进程分配相应的PGA.SGA是所有服务器进程都可共享的一块内存区域，而每个服务器进程都具有私有的PGA内存空间。

进程结构

[oracle@db01 oracle]$ ps -ef |grep ora
oracle    3316     1  0 13:54 ?        00:00:00 ora_w005_orcl1
oracle    3326     1  0 13:54 ?        00:00:00 ora_w006_orcl1
oracle    3484     1  0 13:54 ?        00:00:00 ora_w007_orcl1
oracle   13675     1  0 15:52 ?        00:00:01 ora_m001_orcl1
oracle   15289     1  0 15:53 ?        00:00:00 ora_m000_orcl1
oracle   19095     1  0 14:05 ?        00:00:05 ora_m004_orcl1
root     19334 19140  0 13:43 pts/1    00:00:00 su - oracle
oracle   19335 19334  0 13:43 pts/1    00:00:00 -bash
oracle   20955     1  0 13:43 ?        00:00:00 ora_pmon_orcl1
oracle   20960     1  0 13:43 ?        00:00:00 ora_clmn_orcl1
oracle   20962     1  0 13:43 ?        00:00:00 ora_psp0_orcl1
oracle   20997     1  0 13:43 ?        00:00:01 ora_vktm_orcl1
oracle   21002     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_gen0_orcl1
oracle   21004     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_mman_orcl1
oracle   21009     1  0 13:44 ?        00:00:01 ora_gen1_orcl1
oracle   21014     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_diag_orcl1
oracle   21016     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_ofsd_orcl1
oracle   21019     1  0 13:44 ?        00:00:01 ora_dbrm_orcl1
oracle   21022     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_vkrm_orcl1
oracle   21024     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_svcb_orcl1
oracle   21028     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_pman_orcl1
oracle   21030     1  0 13:44 ?        00:00:03 ora_dia0_orcl1
oracle   21035     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_dbw0_orcl1
oracle   21042     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_lgwr_orcl1
oracle   21046     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_lg00_orcl1
oracle   21050     1  0 13:44 ?        00:00:01 ora_ckpt_orcl1
oracle   21055     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_lg01_orcl1
oracle   21058     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_smon_orcl1
oracle   21060     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_smco_orcl1
oracle   21063     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_reco_orcl1
oracle   21066     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_w000_orcl1
oracle   21073     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_lreg_orcl1
oracle   21075     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_w001_orcl1
oracle   21077     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_pxmn_orcl1
oracle   21081     1  0 13:44 ?        00:00:02 ora_mmon_orcl1
oracle   21097     1  0 13:44 ?        00:00:01 ora_mmnl_orcl1
oracle   21099     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_d000_orcl1
oracle   21101     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_s000_orcl1
oracle   21103     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_tmon_orcl1
oracle   21309     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p000_orcl1
oracle   21311     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p001_orcl1
oracle   21313     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p002_orcl1
oracle   21318     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_tt00_orcl1
oracle   21322     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_tt01_orcl1
oracle   21330     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_tt02_orcl1
oracle   21356     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_aqpc_orcl1
oracle   21358     1  0 13:44 ?        00:00:03 ora_cjq0_orcl1
oracle   21363     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p003_orcl1
oracle   21365     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p004_orcl1
oracle   21367     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p005_orcl1
oracle   21369     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p006_orcl1
oracle   21372     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_p007_orcl1
oracle   21374     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_w002_orcl1
oracle   21687     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_w003_orcl1
oracle   21732     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_w004_orcl1
oracle   21737     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_qm02_orcl1
oracle   21743     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_q003_orcl1
oracle   22129     1  0 13:44 ?        00:00:00 ora_q00g_orcl1
oracle   23369     1  0 13:45 ?        00:00:00 /u01/app/oracle/product/19.3/db/bin/tnslsnr LISTENER -inherit
oracle   25295     1  0 16:00 ?        00:00:00 ora_m003_orcl1
root     25299 18011  0 13:46 pts/0    00:00:00 su - oracle
oracle   25301 25299  0 13:46 pts/0    00:00:00 -bash
oracle   25379 25301  0 13:46 pts/0    00:00:00 sqlplus   as sysdba
oracle   25380 25379  0 13:46 ?        00:00:01 oracleorcl1 (DESCRIPTION=(LOCAL=YES)(ADDRESS=(PROTOCOL=beq)))
oracle   25655     1  0 15:38 ?        00:00:00 ora_m002_orcl1
oracle   27953     1  0 13:48 ?        00:00:00 oracleorcl1 (LOCAL=NO)
oracle   27955     1  0 13:48 ?        00:00:00 oracleorcl1 (LOCAL=NO)

主要进程解释:

pmon:用户进程分配,监听注册

smon:该进程实例启动时，执行实例恢复，还负责清理不再使用的临时段。在具有并行服务器选项的环境下，SMON对有故障CPU或实例进行实例恢复。SMON进程有规律地被呼醒，检查是否需要，或者其它进程发现需要时可以被调用

dbwr:数据写进程

lgwr:日志写进程

ckpt:数据库检查点进程

tmon:12c以后出来的用来做DG同步的进程

总结

这篇文章主要分享了Oracle的体系结构