Oracle 进程结构

Oracle 的进程分为用户进程、服务器进程和后台进程。

用户进程是在客户机内存上运行的程序，在用户请求连接 Oracle 数据库时建立。用户进程不能直接同 Oracle 服务器交互，而是把操作请求提交给服务进程。服务进程是在用户同 Oracle 数据库建立会话之后自动在服务器端创建的进程。服务进程直接同 Oracle 服务器交互，执行用户请求并返回结果。服务进程有专有和共享之分。

后台进程属于 Oracle 实例的一部分，Oracle 的后台进程的作用是对数据进行操作，并维护数据库系统，使其始终处于良好的状态。

(一)、用户进程与服务器进程

如图 p1-1 所示，如果用户要提交并执行 SQL 语句，在用户的客户机上，要运行一个程序如 SQL*Plus 或其他应用程序，这个程序是作为用户进程（User Process）运行的。当用户需要连接到 Oracle 服务器时，在 Oracle 服务器上会启动一个与用户进程对应的进程来为用户进程服务，这个进程称为服务进程（Server Process）。注意，服务进程总是运行在 Oracle服务器上面的，而用户进程既可以运行在服务器上面，也可以运行在客户机上面。

P1-1 数据库访问示意图

用户进程同服务进程通讯，需要建立一个连接，最简单的情况是用户进程同服务进程位于同一台机器，可通过内部进程通讯机制进行连接；用户也可以通过客户服务器（Client-Server）软件通过网络进行连接，这时需要进行相应的网络通讯配置；比较复杂的情况是通过三层结构，比如以浏览器作为客户端进行连接。

如果一个客户进程对应一个服务进程，我们称该连接为专有（Dedicated）服务器连接，如果多个客户进程对应一个服务器进程，我们称该连接为共享（Shared）服务器连接。

当特定的用户同 Oracle 服务器连接成功，并通过 Oracle 服务器的身份验证，这时用户和 Oracle 服务器之间建立了一个会话（Session），同一个用户可以并发的同 Oracle 数据库建立多个会话。当用户退出或异常断开时，会话就结束了。

(二)、后台进程结构

为了实现为多用户提供服务且保证系统性能，在一个多进程 Oracle 系统（multiprocessOracle system）中，存在多个被称为后台进程（background process）的 Oracle 进程。

一个 Oracle 实例中可以包含多种后台进程，这些进程不一定全部出现在实例中。系统中运行的后台进程数量众多，用户可以通过 V$BGPROCESS 视图查询关于后台进程的信息。这里给大家简单介绍一些经常用到的数据库后台进程：

● 系统监控进程（SMON），主要任务是实例启动时执行恢复性工作，对有故障数据库实例进行恢复。

● 进程监控进程（PMON），主要任务用于恢复失败的用户进程。

● 数据库写入进程（DBWn），将修改后的数据块内容写回数据文件。

● 日志写入进程（LGWR），将内存中的日志内容写入日志文件。

● 检查点进程（CKPT），启动检查点，用于减少数据库实例恢复所需要的时间。

● 归档进程（ARCn），当数据库服务器以归档方式运行时调用该进程完成日志归档。

● 恢复进程（RECO），用于分布式数据库中的失败处理。

● 锁进程（LCKn），在并行服务器模式下确保数据的一致性。

● 调度进程（Dnnn），负责把用户进程分配到可用的服务进程进行处理。

1．查看后台进程

SQL> SELECT name FROM v$bgprocess WHERE paddr!='00';

或者

[oracle@oracle ~ ]$ ps -ef | grep ora_

2．LGWR 日志写入进程（Log Writer）

LGWR 日志写入进程负责将重做日志缓冲区的日志条目写入磁盘上的联机日志文件。

当运行 DML 或 DDL 语句时，服务器进程首先要将事务的变化记载到重做日志缓冲区，然后才会写入数据高速缓冲区，并且重做日志缓冲区的内容将会被写入联机重做日志文件，以避免系统出现意外带来的数据损失（如果操作系统断电，内存中的重做日志缓冲区的内容会丢失，而存在磁盘上的联机日志文件则不会丢失），这项任务由 LGWR 来完成。

重做日志缓冲区是一个循环结构，LGWR 将重做日志缓冲区中的重做记录写入联机重做日志文件后，相应的缓冲区内容将被清空，保证 Oracle 有空闲的重做日志缓冲区可以入。

在出现以下情况时 LGWR 会开始工作：

● 在 DWBR 进程将脏缓冲区写入数据文件之前。

//预写协议

● 在重做日志记录达到缓冲区的三分之一。

● 日志缓冲区记录的日志多于 1M。

● 每隔 3 秒钟。

//重做日志缓冲区是循环使用的，要腾出足够的空间给新的记录使用

● 提交事务（执行 Commit）。

//提交事务相当于确定保存修改，不存入日志文件就有丢失的可能

Oracle 总是先记载数据变化到重做日志缓冲区，然后才修改数据高速缓存。与之类似在后台进程 DBWn 将脏缓冲区写入到数据文件之前，首先要由后台进程 LGWR 将重做日志缓冲区写入到重做日志中。与数据高速缓存相比，重做日志缓冲区相对要小得多，但写入频率高的多，Oracle 必须要确保重做日志缓冲区总有足够的空间容纳新事务，因此每隔 3 秒钟或重做日志缓冲区已有三分之一填满时 LGWR 会自动工作。

另外，Oracle 采用了快速提交机制，当执行 COMMIT 操作时，并不是将“脏缓冲区”数据写入到数据文件中，而是将重做日志缓冲区的内容写入到重做日志文件中，以确保数据库完整性。此时即使系统出现意外情况（如掉电、系统崩溃等），因为被提交事务已经记载到了存放在磁盘上的联机重做日志文件中，将来在重新启动数据库时系统会自动进行实例恢复，并将事务所修改数据写入到数据文件中，从而避免了数据丢失。

3．DBWn 数据库写入进程（Database Writer）

数据库写入进程负责将数据库高速缓冲区（脏缓冲区）的内容写入到数据文件。

尽管有一个数据库写进程（ DBW0 ）适用于大多数系统，但数据库管理员可以配置额外的进程（DBW0-DBW9，最多 10 个进程），以提高写入性能，通过设置初始化参数DB_WRITER_PROCESSES 来完成。如果你的系统修改数据严重，这些额外的 DBWn 进程在单处理器系统不是非常有用。

当数据库高速缓冲区的块被修改，它被标记为脏缓冲区并添加到以 SCN（SystemChange Number，系统更改号，这里可以看做“时间”）为顺序的 LRUW（LRUWriter）列表。同时，这个顺序与重做日志缓冲区的顺序一致。

在出现以下情况时 DBWn 进程会开始工作：

● 系统发出检查点指令。

//同步数据，详见检查点进程（CKPT）。

● 脏缓冲区个数达到指定阀值。

● 服务进程搜索一定数目的数据块后，不能找到自由缓冲区。

● 数据写入计时时间到。

//客户端执行 SELECT\INSERT\UPDATE\DELETE 语句时，都需要访问数据库高速缓冲区。如果是第一次访问，必须要将数据由数据文件读取到数据库高速缓冲区，所 以 Oracle 必须要确保数据高速缓存总是存在足够的“自由缓冲区”以容纳新数据。

当 DBWn 进程将脏缓冲区的数据块写入到数据文件后，Oracle 将把“脏缓冲区”标记为“自由缓冲区”。因此，为了保证有足够“自由缓冲区”来存放新的数据块，需要 DBWn 进程工作。

● 表空间脱机或进入只读状态。

● 执行删除或截断表操作。

● 执行 ALTER TABLESPACE … BEGIN BACKUP 命令

//需要同步数据，原理同检查点。

写在最后的话

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