Oracle学习笔记01：oracle所需知识点以及体系结构

记住：二八法则

百分之八十的功能只用到了百分之二十的知识点。而人的时间精力是宝贵的，希望大家都可以有目标有反馈有作用的学习，让学习落地。

数据库体系结构如下（非常重要）：

1. Oracle由实例与数据库组成
2. 用户请求顺序为：1区------->2区------>3区       或者       1区------->2区
3. 实例由一个开辟的共享内存区SGA（System Global Area）和一系列后台进程组成，其中SGA最主要被划分为共享池(shared pool)、数据缓冲区(db cache)和日志缓冲区（log buffer）三类，后台进程包括PMON、SMON、LCNn、RECO、CKPT、DBWR、LGWR、ARCH等.。
4. 数据库由数据文件、参数文件、日志文件、控制文件、归档文件等组成，其中归档日志最终可能会被转移到新的存储介质中，用于备份恢复使用 。
5. 其中PGA（Program Global Area）也是一块共享区，与SGA不同，PGA是不共享内存的，是私有的。用户对数据库发出的查询或更新请求都在PGA中预先处理后进入SGA。其具体作用有三点：

• • 保存用户的连接信息，如会话属性、绑定变量等；
  • 保存用户权限等重要信息，当用户进程与数据库建立会话时，系统会将用户权限查询出来保存到这个回话区内；
  • 当发出的指令需要排序的时候，PGA正是这个排序区，如果内存中可以完成排序就在PGA中完成，不能的话，超出的部分在磁盘中的临时表空间中完成。

 举例一个普通查询执行顺序：

（select object_name from t where object_id = 29;）

用户发起请求  --------->  PGA保存用户连接和权限信息（只要不断开session，下次直接从PGA中读取），并比配一条唯一HASH值（身份证） -------->    SGA共享池查看是否有HASH值，如果没有即检查语法和语义是否正确，是否有权限，没问题就存储这个HASH值。 ------>  解析语句（如：在object_id有索引的情况下估算用索引查还是全表扫描代价（COST）低用哪个）并存储执行计划（与唯一HASH值对应在一起）  -------->    进入内数据缓存区查找如找不到进入数据库文件查找并将值返回

测试脚本：

drop table t;
create table t as select * from all_object;
create index idx_object_id on t(object_id);
set autotrace on
set linesize 1000
set timing on
select object_name from t where object_id = 29;

set autotrace on   开启跟踪sql的执行计划和执行统计信息

set timing on  跟踪语句执行完成时间。

执行结果：

                                                                     　　第一次                                                                                                                                                                                        

     

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第二次

  

 所花费的时间减少了

花费资源也少了

因为第二次不需要保存用户连接信息和权限信息，也不需要估算执行方法，而且数据已经缓存到数据缓存区，花费更低了。

举例一个普通更新执行顺序：

（update t set object_id = 92 where object_id = 29;)

查找数据流程和SELECT语句一样，不同的是之后的流程。

当数据在数据缓存区中被修改之后系统会调用DBWR进程将数据写入到DB数据文件中。

 Oracle 日志系统：

Oracle日志系统记录了用户的操作信息：

A操作：建表       B操作：插入数据            C操作：更新数据

如果误更新或误删除数据，只需要执行B C操作，如果误删表，只需执行A B C操作

进程LGWR就是将日志缓存区中数据写入到数据库的日志文件中

因为日志文件数量有限，当记录满了之后，ARCH进程会将一部分日志文件备份并清空再次使用。

Oracle的COMMIT 与 ROLLBACK

Oracle中的数据是在数据缓存区中修改的，但不是确认COMMIT之后立即写入数据库中（还在缓存区），而是记录修改日志。当修改记录达到一定量级再一次性刷入数据文件中。如何防止断电内存数据消失呢？记录日志是事实存入磁盘的，所以断电之后会自动读取日志文件恢复数据。

而控制数据何时从数据缓存区存入数据库是CKPT进程决定的，但是，当LGWR进程出现问题时，DBWR进程不会听从CKPT命令将数据写入磁盘，而是等待LGWR完成。

即先有记录后有执行。

更新时，查询到相应数据到数据缓存区后，会在回滚表空间相应回滚事务表上分配事物槽，从而在回滚表空间分配到空间，该动作需要记录日志到日志缓存区；

在数据缓存区中创建未更改数据的镜像，这个镜像数据也会写入磁盘的数据文件里（回滚表空间的数据文件），也会记录日志。

之后才允许修改数据，并记录日志；

如果执行了COMMIT，日志缓存区立即记录这个提交信息，然后将回滚段事物标记为INACTIVE状态，表示允许重写；

如果执行了ROLLBACK，将回滚段的修改前镜像读取出来，修改入缓存区完成回滚。会记录日志。 

DML语句特点：

由于其会改变数据库的数据。会产生将来用于恢复数据的redo和用于回退的undo。由于undo也需要保护，会有专门的保护undo的redo。

Oracle的进程介绍（核心的几个）：

PMON进程（Processes Monitor）：进程监视器。

　　如果执行更新未提交时进程崩溃了，PMON会自动回滚该操作；

　　如果RECO异常失败了，PMON会重启RECO进程；

　　如果LGWR进程失败，PMON甚至会终止这个实例等等。。。。

SMON进程（System Monitor）：系统监视器。与PMON监视单个进程不同，它的工作在于 intance recovery，此外还有清理临时表空间、清理回滚段表空间、合并         空闲空间等等。。。。

LCKn进程：仅使用RAC数据库，最多10个进程（LCK0-LCK9）,用于实例间的封锁。

RECO进程（Distributed Database Recovery）：用于分布式数据库的恢复，适用于两阶段式提交场景。如：多个数据库A、B、C，某应用跨三个数据库，三个数据         库都提交成功才成功，否者都失败的情况。

CKPT进程：由Oracle的 FAST_START_MTTR_TARGET参数控制，用于触发DBWR进程。

DBWR进程：Oracle最核心进程之一，负责将数据从数据缓存区写入到磁盘。由CKPT进程触发，执行前会强制通知LGWR进程将日志数据写入日志文件中。

LGWR进程：Oracle最核心进程之一，将日志数据写入日志文件中。为了保证操作日志的顺序，LGWR进程是单线程的。

　　每隔三秒钟执行一次；

　　任何COMMIT触发LGWR执行一次；

　　DBWR将数据写入磁盘，LGWR运行一次；

　　日志缓冲区满三分之一或满1MB，执行一次；

　　联机日志文件切换也将触发LGWR。

ARCH进程：作用是当LGWR写日志，文件满了需要覆盖重写时，触发ARCH进程复制日志文件出去形成归档文件，以免日志丢失。