Oracle – memory and process structure

Oracle – memory and process structure 9134040 董庭吉　 2005/12/08

outline • Oracle 系統架構 • memory • process

architecture memory process file

運作方式 • Oracle 以 Instance 的運作觀念，每一個資料庫都有自己獨立的 Instance，每一個 Instance 則有自己可用的記憶體、自己記憶體的運用方式、Process 處理方式。 • Oracle 可以針對每一個資料庫依需求進行運作方式與資源配置的調整。 A database B database C database A instance B instance C instance Client A、B、C Client D、E、F Client G、H、I

Oracle instance • 當資料庫管理師啟動一個資料庫時，系統就會根據參數檔的內容配置一個記憶區塊( SGA, System Global Area )給該資料庫，此一區塊用來存放供 Server 端及 Client 端存取的資料庫共享資訊，在此同時，系統的 Background process 也會啟動，這兩者統稱 Oracle instance。 Oracle instance

memory • 每當Oracle系統啟動時，會佔用主機一大塊資料庫專屬的記憶体空間來控制資訊與儲存資料，這塊資料庫專屬的記憶体空間稱為System Global Area (SGA)。 • 為了維持系統的執行效率，這塊記憶體必須是non-paged and non-swapped。

Shared pool • 由”shared SQL areas” and “data dictionary cache”所組成 • shared SQL areas：主要目的是保存最近使用的SQL指令，例如：SQL指令、被Compile過的SQL parse tree等等。 • Data dictionary cache：server在執行過程中要不斷查詢資料字典，為了提高效能，系統會將相關資料放入此區。 • Table,view的名稱 • 欄位名稱和資料型態 • 使用權限

Data buffer cache • 用來存放最近由資料庫讀出的資料。因為SQL指令常有重覆性，當相同的資料被存取時，只要Cache中的資料還在，則Oracle可利用讀取Database Buffer Cache中的資料的方式，以減少I/O而達成提高效率。

Redo log buffer • 為了加快線上交易的效率，異動交易的記錄的內容並不直接寫入磁碟檔案中，而是存放在Redo Log Buffer這記憶体空間中。Oracle系統是以循環使用的方法將異動交易的記錄寫入Redo Log Buffer中，做為日後Oracle系統回復資料之用。

Large pool • Server與server之間資料共享operation的暫存區。 • 作sorting所需的暫存區。

process process Background process foreground process Server Process user Process

userprocess process Background process foreground process server Process user Process • 當使用者的應用程式欲以SQL指令存取資料庫資料時，例如：Oracle Tools、SQLplus、Oracle Form等等，Oracle 會產生User Process去執行這些用戶的應用程式。

userprocess process Background process foreground process server Process user Process • Server Process則直接面對使用者，負責處理來自User Process的請求(request)。 • Oracle系統對於每一個User Process會啟動一個Server Process與之對應，Server Process負責處理其對應的User Process的SQL指令，並將結果傳回給User Process。

運作關係 • 流程如下： • (1)server process解析並執行user process傳來的SQL指令 • (2) server process再從Datafile中讀取必要的Data block，傳到SGA的data buffer cache

Background process • Background Process為一些維繫資料正常運作所需的Server程式，這些Process直接影響Oracle系統的執行的穩定性與效率，並伴隨系統啟動時開始於背景執行，直到資料庫關閉(Shutdown)為止。

DBWR (database writer) • 在oracle中，為了加強執行的效率，伺服器只處理data buffer cache裡的資料。 • DBWR的工作就是用來維持記憶体與磁碟中資料的一致性，它負責不定時將記憶体中已修改的資料(Dirty Buffer)寫入磁碟中的Data file中。

LGWR (log writer) • 伺服器會將user所執行的transaction記錄在redo log files中。 • 同樣的，為了執行效率，一樣使用cache的機制。 • 每當交易動作執行完畢後，系統便會建立一個Redo Entries，記錄該交易所做的變更資訊。 • 只要該交易經過Commit後，LGWR就會將該交易所對應的Redo Entries從Redo Log Buffer中寫到資料庫的交易記錄檔去。

PMON (process moniter) • 負責回收已中斷的程式其所佔用的系統資源。 • 回復尚未執行的交易。 • 清除不正常中斷的連線。 • 主要為清除程式的占有的資源。

SMON (system moniter) • SMON監控所有的系統資料的正確性，當資料庫開啟時檢查資料的一致性，一旦發現了資料有不一致性時會進行Crash Recovery資料回復動作。 • 當資料庫存取動作少時，將資料檔中可用的片段空間合併成一塊連續性較大的空間。 • 主要為監控系統資料的正確性及回收不當資料所占有的空間。

CKPT (checkpoint) • 一個DBWR行程會定期呼叫CKPT，只要CKPT一啟動，DBWR就會將所有修改過的資料區塊從記憶體中寫入資料裡。 • CKPT的目的是要強迫DBWR將資料寫到資料庫裡面，以維持資料的一致性，只要CKPT一執行，所有經過Commit的資料變更都會被寫到資料庫中的資料檔裡。 • 經由管理者設定

ARCH ( archiver) • ARCH會在交易記錄檔被LGWR寫滿了之後，將交易記錄檔備份起來。 • 所有由ARCH行程所產生的備份交易紀錄檔統稱為離線復原記錄(Offline Redo Log)。 • 萬一資料庫遭遇嚴重毀損時，Oracle系統會利用備份資料庫和備份交易記錄檔來將資料庫修復。

RECO (recover) • 選項功能，所以不在右圖上。 • 處理分散式系統的分散式交易下的資料回復。 • 使得各地的資料庫保持一致性。

設定SGA及process 的memery大小

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