Oracle数据库体系结构是其设计的核心内容之一,涵盖了从物理存储到逻辑结构,再到内存结构,以及实例与进程等各个方面。在Oracle 10g版本中,数据库的物理存储结构、逻辑存储结构、内存结构、数据库实例与进程以及数据字典是五个主要组成部分。
物理存储结构指的是数据库文件所存储的位置和形式。这些文件包括数据文件、控制文件、重做日志文件和归档日志文件。数据文件存储数据库中的所有数据;控制文件记录了数据库的物理结构,是数据库启动时必需的;重做日志文件用于记录数据库的更改,保证数据的完整性;归档日志文件则是重做日志文件的备份,用于数据库恢复。
接下来,逻辑存储结构定义了数据库的组织方式。逻辑上,Oracle数据库由表空间、段、区和数据块组成。表空间是存储数据的逻辑单元;段是表空间内的一个逻辑存储单元,如数据段、索引段;区是表空间内的一组连续数据块;数据块是Oracle数据库的最小存储单位,用于存储表和索引等对象的数据。
内存结构部分,Oracle数据库使用两种主要的内存区域,即系统全局区(SGA)和程序全局区(PGA)。SGA是一个为实例分配的共享内存结构,包含数据块缓冲区、重做日志缓冲区、字典缓冲区和共享SQL池等,是实例的核心,用于存放数据库的共享数据和控制信息。而PGA是非共享的,为每个服务器进程分配,用于存储该进程的私有内存区域,包括会话变量、排序区等。
数据库实例与进程部分讨论了数据库实例和后台进程的概念。数据库实例是Oracle数据库的运行时结构,是SGA和后台进程的集合,负责与数据库文件集交互。Oracle数据库实例也称为服务器,是用户直接交互的对象。后台进程如PMON、SMON、DBWR、LGWR和CKPT等执行不同的系统任务,如进程监控、事务监控、数据库写入、日志写入和检查点处理等。这些后台进程保证了数据库的正常运行。
数据字典是存储关于数据库自身信息的表集合,是数据库中的重要部分。数据字典提供了数据库结构、用户权限、对象信息等的详细信息,是数据库管理和优化的基石。
在Oracle的内存结构中,SGA是最重要的部分,它包含一系列共享内存缓冲区,这些缓冲区由数据库实例中的所有用户共享,如数据块缓冲区、重做日志缓冲区、字典缓冲区和共享SQL池等。数据块缓冲区是SGA的主要成员,用于存放从数据文件读取的数据块复本,通过LRU算法管理。重做日志缓冲区用于记录数据库更改前的事务,最终由LGWR进程写入重做日志文件。字典缓冲区则用于保存数据字典中的数据。共享SQL池由库高速缓存和数据字典高速缓存组成,是存储解析后的SQL命令和数据字典信息的地方。
PGA是为每个用户进程保留的内存区域,主要用于存储会话变量信息和用户进程交换的信息。PGA与SGA的区别在于,PGA是私有的,不被其他用户进程共享。
通过这些知识点,我们可以深入理解Oracle数据库的整体架构和各个组成部分,从而更加高效地进行数据库的管理和优化。这些内容为数据库管理员和开发者提供了操作和优化数据库的重要参考和依据。无论是数据库的设计、实施还是故障排查,对Oracle体系结构的深刻理解都是必不可少的。