概述

一直想整理的oracle体系结构图，之前一直没有时间，这几天抽空整理分享给大家。

Oracle DB 服务器由一个 Oracle DB 以及一个或多个数据库实例组成。实例由内存结构和后台进程构成。每当启动一个实例时，都会分配一个称为系统全局区 (SGA) 的共享内存区，并启动后台进程。

数据库包括物理结构和逻辑结构。由于物理结构和逻辑结构是分开的，因此管理数据的物理存储时不会影响对逻辑存储结构的访问。

示例说明了一种 Oracle DB 配置，在该配置中，用户和关联服务器进程运行于通过网络连接的不同计算机上。

1. 在安装了 Oracle DB 的节点（通常称为“主机”或“数据库服务器”）上启动了一个实例。

2. 用户启动一个应用程序，该应用程序衍生了一个用户进程。该应用程序尝试建立一个与服务器的连接（此连接可能是本地连接、客户机/服务器连接或来自中间层的三层连接）。

3. 服务器运行具有相应 Oracle Net Services 处理程序的监听程序。监听程序检测到应用程序发出的连接请求，并创建一个代表用户进程的专用服务器进程。

4. 用户运行一条 DML 类型的 SQL 语句并提交事务处理。例如，用户更改表中的客户地址并提交更改。

5. 服务器进程接收该语句，并检查共享池（一个 SGA 组件）中是否有包含相同 SQL 语句的共享 SQL 区域。如果找到共享 SQL 区域，服务器进程将检查用户对于所请求数据的访问权限，并且使用现有的共享 SQL 区域处理该语句。如果未找到共享 SQL 区

域，则为该语句分配一个新的共享 SQL 区域，以便对该语句进行语法分析和处理。

6. 服务器进程从实际数据文件（表）或数据库缓冲区高速缓存中存储的值中检索任何必需的数据值。

7. 服务器进程修改 SGA 中的数据。因为提交了事务处理，所以日志写进程 (LGWR) 会立即将该事务处理记录到重做日志文件中。数据库写进程 (DBWn) 会待执行效率高时将修改后的块永久写入磁盘。

8. 如果事务处理成功，服务器进程将通过网络向应用程序发送一条消息。如果事务处理不成功，则传送一条错误消息。

9. 在整个过程中，其它后台进程同时在运行，用于监视是否有需要干预的情况。此外，数据库服务器管理其他用户的事务处理，并防止在请求相同数据的事务处理之间发生争用。

启动实例后， Oracle 软件会将该实例与特定数据库相关联。该操作称为“装载数据库”。

之后数据库处于可打开状态，即授权用户可以对其进行访问。可在一台计算机上同时执行多个实例，每个实例访问其各自的物理数据库。可以将 Oracle DB 体系结构看作各种相互关联的结构化组件。

Oracle 实例使用内存结构和进程来管理和访问数据库。所有内存结构都存在于构成数据库服务器的那些计算机的主内存中。进程是在这些计算机的内存中运行的作业。进程被定义为操作系统中可运行一系列步骤的“控制线程”或机制。

Oracle DB 针对各种用途创建和使用内存结构。例如，使用内存来存储正在运行的程序代码、在各用户之间共享的数据以及所连接的每个用户的专用数据区域。

一个实例有两个关联的基本内存结构：

• 系统全局区 (SGA)： 称为 SGA 组件的共享内存结构组，这些组件包含一个 Oracle DB实例的数据和控制信息。 SGA 由所有服务器和后台进程共享。 SGA 中存储的数据示例包括高速缓存的数据块和共享 SQL 区域。

• 程序全局区 (PGA)： 包含某个服务器进程或后台进程的数据及控制信息的内存区域。

PGA 是 Oracle DB 在服务器进程或后台进程启动时创建的非共享内存。服务器进程对PGA 的访问是互斥的。每个服务器进程和后台进程都具有自己的 PGA。

SGA 是包含实例的数据和控制信息的内存区。 SGA 包含以下数据结构：

• 数据库缓冲区高速缓存： 用于缓存从数据库中检索到的数据块

• 重做日志缓冲区： 用来缓存用于实例恢复的重做信息，直到可以将其写入磁盘中存储的物理重做日志文件

• 共享池： 用于缓存可在用户间共享的各种结构

• 大型池： 为某些大型进程（例如 Oracle 备份和恢复操作）和 I/O 服务器进程提供大型内存分配的可选区域。

• Java 池： 用于 Java 虚拟机 (JVM) 中特定于会话的所有 Java 代码和数据

• 流池： Oracle Streams 使用它来存储捕获和应用操作所需的信息

数据库缓冲区高速缓存是 SGA 的一部分，用于存放从数据文件读取的数据块的副本。并行连接到实例的所有用户共享对数据库缓冲区高速缓存的访问。

Oracle DB 用户进程第一次需要特定数据片段时，将在数据库缓冲区高速缓存中搜索数据。

如果该进程在高速缓存中找到数据（称为高速缓存命中），则直接从内存中读取数据。如果进程在高速缓存中找不到数据（称为高速缓存未命中），则在访问数据之前，必须将磁盘上的数据文件中的数据块复制到高速缓存中的缓冲区中。高速缓存命中时访问数据要比高速缓存未命中时访问数据快。

高速缓存中的缓冲区由一个复杂算法管理，该算法组合使用最近最少使用 (LRU) 列表和停靠计数机制。

重做日志缓冲区是 SGA 中的循环缓冲区，用于存放有关对数据库所做更改的信息。此信息存储在重做条目中。重做条目包含重建（或重做）由 DML、 DDL 或内部操作对数据库进行的更改所需的信息。如果需要，将使用重做条目进行数据库恢复。

服务器进程更改缓冲区高速缓存时，系统会生成重做条目，并将生成的重做条目写入SGA 中的重做日志缓冲区。重做条目占用缓冲区中连续的顺序空间。 LGWR 后台进程将重做日志缓冲区写入磁盘上的活动重做日志文件（或文件组）中。

SGA 的共享池部分包含库高速缓存、数据字典高速缓存、 SQL 查询结果高速缓存、PL/SQL 函数结果高速缓存、并行执行消息的缓冲区以及控制结构。

“数据字典”是数据库表和视图（它们包含有关数据库、数据库结构及其用户的参考信息）的集合。在 SQL 语句语法分析期间， Oracle DB 会频繁访问数据字典。该访问操作对于Oracle DB 的持续操作来说至关重要。

Oracle DB 对数据字典的访问十分频繁，因此在内存中指定了两个特殊的位置来存放字典数据。

一个区域称为“数据字典高速缓存”，也称为“行高速缓存”，因为它以行的形式存放数据，而不是以缓冲区的形式存放数据（缓冲区用于存放完整的数据块）。内存中的另一个用于存放字典数据的区域称为“库高速缓存”。所有 Oracle DB 用户进程都共享这两个高速缓存以便访问数据字典信息。

Oracle DB 使用共享 SQL 区域（以及 PGA 中保留的专用 SQL 区域）来表示它所运行的每个 SQL 语句。 Oracle DB 可识别两个用户执行相同 SQL 语句的情况，从而为这些用户重用共享 SQL 区域。

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觉得有用的多多关注哦，后面侧重多发一些关于DBA的笔记。