Oracle 21c新功能（oracle20c）

21c数据库系统架构

Oracle数据库架构与旧版本类似。它由Oracle数据库实例和Oracle数据库组成，如下图所示。

多租户体系结构由称为数据文件的物理文件组成，数据库实例由内存结构（SGA，称为共享全局区域和PGA）和后台进程组成，后台进程用于执行任务，如在服务器进程的帮助下代表用户执行查询、从磁盘获取数据、在数据文件或重做日志文件上写入数据、存储执行计划等。

单一数据库体系结构包含实例和数据库之间的一对一关系。多个单个实例可以安装在同一服务器中，但每个实例都有单独的数据库。

Oracle RAC体系结构由在不同服务器上运行的多个实例组成，但所有实例都将使用同一数据库。此配置旨在为客户提供高可用性、高端性能和可扩展性。数据库中的侦听器接受客户端应用程序请求并建立到数据库的连接，然后将其移交给服务器进程。服务器进程将代表用户工作并执行其请求。

Oracle 21c新功能

21c生成支持所有类型的数据类型，如关系、JSON、XML、空间图、OLAP等，并为所有类型的工作负载（如分析、操作和混合工作负载）提供更高的性能、可扩展性、可用性和安全性，如下图所示。

1）区块链表：

它解决了与已验证交易相关的各种问题。它支持构建能够支持分布式账本的应用程序的复杂性。这些表的工作方式类似于任何普通的堆表，但有几个重要的区别。其中最值得注意的是，行在插入表中时会进行加密哈希处理，以确保以后不再更改行。

这将创建一个仅插入的表，用户无法更新或删除块链表行。此外，还可以防止用户在一定的时间限制内截断数据、丢弃区块链和对表进行分区。这些重要功能意味着其他用户可以相信区块链表中保存的数据是事件的准确记录。

2） 本地JSON数据类型：

它将JSON数据存储为ARCHAR2或LOB（CLOB或BLOB），这有助于开发人员构建具有无架构设计模型灵活性的应用程序。例如，用户可以使用SQL查询JSON文档，并利用高级分析，索引单个属性或整个文档，并并行处理数十亿个JSON文档。在Oracle Database 21c中，通过提供本地数据类型“JSON”，进一步增强了对JSON的支持。这意味着，不必在读取或更新操作中解析JSON，而只在插入时进行解析，然后JSON以内部二进制格式保存，这使得访问速度更快。这可能导致读取和更新操作的速度快4到5倍，对非常大的JSON文档的更新速度快20到30倍。

CREATE TABLE j_order
(
   id     INTEGER PRIMARY KEY,
   po_doc JSON
);

新的数据类型并不是Oracle Database 21c中为JSON引入的唯一更改，Oracle还添加了一个新的JSON函数JSON_TRANSFORM，这使得在一次操作中更新和删除文档中的多个属性变得更加简单。

UPDATE j_order SET po_doc = JSON_TRANSFORM( po_doc,
                                        SET '$.address.city' = 'Santa Cruz',
                                        REMOVE'$.phones[*]?(@.type == "office")
                                      )
                                      WHERE id = 555;

3） 在ORACLE数据库中执行JAVASCRIPT：

它使用多语言引擎（MLE）在数据库中运行java脚本代码，并使用名为：DBMS_MLE的新PL/SQL包。MLE。Java脚本实现了web应用程序和移动应用程序中更丰富的用户交互。它是少数几种在web浏览器中运行的语言之一，可用于开发服务器和客户端代码。

有大量现有的JavaScript库用于实现复杂的程序，JavaScript与JSON和REST等流行的开发技术协同工作。在Oracle21c中，开发人员可以在数据所在的数据库中运行他们的java脚本代码。它允许他们执行用java脚本编写的短计算任务，而无需将数据移动到浏览器的中间层。MLE自动将Java脚本数据类型映射到Oracle数据库数据类型，反之亦然&开发人员不必负责数据类型转换。

此外，Java脚本可以通过内置的Java脚本模块执行PL/SQL和SQL。所有这些都使APEX开发人员能够在APEX应用程序中使用java脚本作为一流的语言，而不会牺牲PL/SQL和SQL的功能。在JavaScript中，您可以通过常规SQL访问数据库——表和视图。下面说明了如何用Java脚本编写代码

declare
ctx dbms_mle.context_handle_t;
begin
ctx := dbms_mle.create_context(); – Create execution context for MLE execution
dbms_mle.eval(ctx, ‘JAVASCRIPT’, ‘console.log(Hello from JavaScript)'); – Evaluate the source code
snippet in the execution context
dbms_mle.drop_context(ctx); – Drop the execution context once no longer required;

注意：只要上下文被保留，它就持有包括函数end在内的全局对象的值；

4） SQL宏支持：

随着联接数量的增加或数据检索的增加，SQL查询变得复杂是很正常的&开发人员通过使用存储过程和函数来简化这些操作来解决这个问题。但是，当SQL引擎与PL/SQL引擎切换上下文时，它可能会降低性能。在Oracle21c中，SQL宏通过允许SQL表达式和表函数被对存储过程的调用所取代来解决这个问题，这些存储过程返回要插入到要执行的SQL中的字符串文字。

5） 内存增强功能：

与基于行的格式相比，使用列格式分析数据可以提高性能。尽管在行模型中更新数据更快，而且Oracle的内存数据库功能有助于我们根据需要使用这两种模型。有了这个帮助，用户可以在不做更改的情况下运行他们的应用程序，并在内存中维护一个支持惊人快速实时分析查询的柱状存储。它有三个主要改进，以提高性能并简化Oracle数据库在内存中的使用。

A.数据库内存中的矢量连接：

这有助于加速内存中列存储中的列的散列联接等操作。在散列联接的情况下，联接被分解为较小的操作，并传递给向量进程。所使用的键值表经过SIMD优化，用于匹配左右联接上的行&这将性能提高十倍。

B.自我管理内存列存储：

当内存中的Oracle数据库发布时，用户必须明确声明填充到内存列存储中的列，这在内存紧张时为用户提供了很高的控制权。

在18c数据库中，它引入了一种功能，即如果正在使用对象并删除了未使用的对象，则会自动将这些对象放置在列存储中。然而，用户仍然必须指出要考虑的对象。

在Oracle数据库21c中，将INMEMORY_AUTOMATIC_LEVEL设置为HIGH可确保考虑所有对象，从而简化了管理内存列存储的工作。

C.内存混合列扫描：

由于内存有限，不可能在列存储中填充每个表的每一列。在许多情况下，这不是问题，但偶尔用户可能会遇到需要列存储中的数据（列）和仅在行存储中可用的数据的查询。

在以前版本的Oracle Database In Memory中，这样的查询只会针对行存储运行。在Oracle Database 21c中，用户现在可以同时使用这两种功能！优化器现在可以选择扫描内存中的列存储，并在需要时从行存储中提取投影的列值。这可以显著提高性能。

新特性总结如下：

1） 数据库的查询性能显著提高

2） 支持数据类型，如JSON、XML和OLAP。

3） 它具有大规模可扩展性、高可用性，并为所有工作负载（即OLTP、特别查询和数据仓库）提供了安全性

4） 它同时支持操作和混合工作负载。

5） 在21C中，许多事情都是自动化的，如并行扫描、在线备份等，从而使开发人员不用担心数据持久性。

6） 性能功能已经通过自动索引等功能实现了很大程度的自动化。