Oracle 基礎知識講解
Oracle的體系結構：
Oracle數據庫的體系結構決定了數據庫如何使用內存，硬盤，CPU及網絡。
一個 oracle server是由Oracle實例（instance）和數據庫兩部分組成。
實例=內存結構+一組後台進程；
一個oracle數據庫是一個數據單位的集合。主要目的是為了存儲和讀取信息。Oracle數據庫可以分為邏輯結構和物理結構。數據邏輯存儲在表空間中，物理存儲在數據文件中。略圖如下：對應關系如下圖：1.邏輯結構主要是從數據庫使用者的角度考查數據庫的組成。
如下圖：Oracle的邏輯結構是由一個或多個表空間組成：
一個數據庫由若干個表空間組成；
一個表空間由邏輯對象組成；
一個邏輯對象由多個數據段組成；
一個數據段由一批數據區間組成；
一個數據區間由若干個連續的數據塊組成；
一個數據塊對應一個或多個物理塊；
基本概念介紹：
數據塊（data block）:是數據庫使用的I/O最小單元，又稱邏輯塊或Oracle塊。常用大小為2KB或者4KB（是OS塊的倍數）。一個數據塊對應一個或多個物理塊，塊的大小由參數DB_BLOCK_SIZE確定。（init.ora）
區間（extent）：是數據庫存儲空間分配的邏輯單位，一個區間由一組數據塊組成，區間是由段分配的，分配的第一個區間稱初始區間，以後分配的區間稱增量區間。
段（segment）：是表空間中一個指定類型的邏輯邏輯存儲結構，它由一個或多個區間組成，段將占用並增長存儲空間。
表空間(table spaces)：是數據庫的邏輯組成部分，對應一個或多個數據文件，表空間的大小是它所對應的數據文件的大小之和。一個表空間只能同時屬於一個database；一個表空間可能包含一個或多個段，但段不能跨越表空間。
2.數據庫的物理結構：
物理結構包含數據文件，日志文件，控制文件，參數文件。
數據文件（data file）：是物理操作系統文件，用於物理存儲Oracle數據庫數據，如：系統數據、用戶數據等。其特點如下：
每個數據文件只與一個數據庫相聯系，在Oracle數據庫中，至少要包含一個數據文件。當數據庫空間不足時，數據文件具有自動擴展的特性。一個或多個數據文件構成數據庫的邏輯存儲單元叫做表空間（table space）.數據文件中的數據以塊為單位，任何數據庫創建時至少包含一個數據文件。
重做日志文件（redo log file）：記錄所有對數據庫數據的修改，以備恢復數據時使用。其特點如下：
每一個數據庫包含多個日志文件，日志文件以循環方式進行寫操作，每個日志文件成員對應一個物理文件，工作模式分為：歸檔模式和非歸檔模式。
參數文件（parameter file）:是一個文本文件，可直接使用操作系統下的文本編輯器對其內容進行修改。該文件只在建立數據庫或啟動實例時才被訪問，在修改該文件之前必須關閉實例。
包含如下文件：
初始參數文件：init.ora任何一個實例都對應一個初始化文件init.ora,它決定實例的大小及組成參數。
參數文件的作用：
確定存儲結構的大小，設置數據庫的全部缺省值，設置數據庫的區間，設置數據庫的各種物理屬性，優化數據庫性能。
在參數文件中包括大量影響Oracle數據庫實例功能的設置：比如，數據庫控制文件的定位；oracle用來緩存從磁盤上讀取的數據的內存數量；Oracle用來緩存sql語句的執行計劃，PL/SQL過程和數據字典信息以便於它們不必從磁盤連續讀取的內存的數量；默認的優化程序的選擇；參數的數據類型（整形參數、字符型參數）等等。
控制文件（control file）:是一個較小的二進制文件，用於記錄和維護數據庫的物理結構。
描述信息如下：
數據庫名稱及創建時間；數據文件的位置及大小；重做日志文件的位置及大小；日志序列號。
要點注意：在打開和存取數據庫時都訪問該文件；數據庫至少包含一個控制文件；記錄控制文件名及路徑的參數為：CONTROL_FILES。
控制文件把oracle引導到數據文件的其他部分。啟動一個實例時，oracle從參數文件中讀取控制文件的名字和位置。安裝數據庫時，Oracle打開控制文件，最終打開數據庫時，Oracle從控制文件中讀取數據文件的列表並打開其中的每個文件。
各個文件的關系如下圖：3.Oracle的內存結構：
按照系統對內存使用方法的不同，Oracle數據庫的的內存可以分為以下幾個部分：
系統全局區：SGA(system global area)
程序全局區：PGA（programe global area）
排序池：(sort area)
大池：（large pool）
Java池：（Java pool）
1) 系統全局區是：由所有用戶進程共享的一塊內存區域。包括：數據緩沖區、重做日志緩沖區、共享池。
數據緩沖區：（database buffer cache）用於存儲最近從數據庫中讀取出來的數據塊。
DB_BLOCK_SIZE 確定數據塊的大小，一般為2K或4K,對於大數據塊的數據庫，此參數值為物理塊的倍數。
DB_ nK_CACHE_SIZE 定義非標准數據庫的大小。 重做日志緩沖區：（redo log buffer）是由一條條重做記錄組成，每條記錄記載了被修改數據塊的位置和變化後的數據。
LOG_BUFFER
確定日志緩沖區的大小。
共享池：
SQL程序的高速緩沖區，存放的是所有通過SQL語法分析並准備執行的SQL語句。主要由庫高速緩存和數據字典高速緩存組成。
SHARED_POOL_SIZE定義其大小。
2）程序全局區：是包含單個用戶服務器數據和控制信息的內存區域，它是在用戶進程連接到oracle並創建一個會話時由Oracle自動分配的，不可共享，主要用於用戶在編程存儲變量和數組。
3）排序區：（sort area）為由排序要求的SQL語句提供內存空間，系統使用專用的內存區域進行數據排序，這部分空間就是排序區。
參數sort_area_size用來設置排序區的大小。
4）大池：（large pool）用於數據庫備份工具---恢復管理器（RMAN:recovery manager）.
Large pool 的大小由large_pool_size確定。
5）JAVA池：主要用於Java語言開發，一般來說不低於20M.
其大小由 Java_pool_size 來確定，可以動態調整。
4.Oracle的進程結構：
包含三類進程：
用戶進程、服務器進程、後台進程。
1） 用戶進程：
向服務器進程提出操作請求，當用戶運行一個應用程序時，就建立一個用戶進程。
2） 服務器進程：
接受用戶進程發出的請求並完成其相應的操作。服務器進程主要包括：分析、優化和執行SQL語句，將硬盤數據讀到系統全局區（SGA）,將SQL語句的結果返回給用戶進程，完成系統的維護等。
3） 後台進程：
多進程系統中使用的一些附加進程，為所有數據庫用戶異步完成各種事務。數據庫的物理結構與內存結構之間的交互要通過後台進程來完成。
主要的後台進程有：
DBWR(database writer)：數據寫進程
將數據緩沖區中所有修改過的緩沖塊數據寫到數據文件中，並使用LRU算法（最近最少使用算法）來保持緩沖區中的數據塊為最近使用過的，以減少I/O次數。該進程在啟動實例時自動啟動。通過設置DB_writer_processes 定DBWR個數。
LGWR(log writer)：日志寫進程
將日志緩沖區中的所有記錄項寫到日志文件中，該進程在啟動實例時自動啟動。
LGWR進行寫操作的情況：用戶進程提交一個事務（commit）；重做日志緩沖區達到1/3區間；在DBWR進程將髒緩沖區寫入到數據文件之前；出現超時（3秒鐘內未活動，則進行一次些操作）。Oracle總是先日志後修改。
CKPT(checkpoint process)：檢查點寫進程
在檢查點出現期間，DBWR進程將數據緩沖區中的所有髒緩沖區塊寫到數據文件中，LGWR將日志緩沖區中的所有記錄項寫到日志文件中，以確保上一個檢查點至今修改過的所有數據塊都被寫到磁盤上。在控制文件中記錄檢查點，參數CHECKPOINT_PROCESS確定了檢查點的啟動/不啟動狀態。若CKPT不啟動，則該進程的工作將LGWR進程代勞（如果數據庫的文件過多，這樣操作會降低系統性能）。該進程主要用於同步數據庫的數據文件、控制文件和重做日志。
SMON（system monitor）：系統監控進程
在實例啟動時執行實例恢復，合並空間碎片並釋放臨時段。
主要包括：REDO;打開數據庫；UNDO。
PMON(process monitor)：進程監控進程
監視服務器進程的執行，並且在服務器進程失敗時清除該服務器進程。主要執行以下操作：
回退用戶的當前事務；釋放服務器進程所占用的所有表鎖和行鎖；釋放用戶所占用的其他資源。
ARCH(archive process)：歸檔進程
Oracle數據庫有兩種運行模式，歸檔和非歸檔模式。以非歸檔模式運行時，日志在切換時被直接覆蓋，不產生歸檔日志，這是數據庫默認的運行模式。數據庫運行在歸檔模式時，在日志切換之前，由ARCH進程將日志信息寫入磁盤，也就是說自動備份在線日志。
Oracle數據庫的是REDO文件數量是有限的，所以Oracle以循環的方式向它們中寫入，它順序寫滿每個REDO日志文件，當達到最後一個文件時，再循環回去開始填寫第一個REDO文件。如果為了能恢復數據庫而想保存日志文件。那麼在它們被重新使用之前需要對其進行備份，歸檔進程管理此工作。
RECO ： 恢復進程
用於分布式數據庫維持在分布環境中的數據的一致性。
LCKn： 封鎖進程
在並行服務器中用於多個實例間的封鎖。
5、Oracle server工作原理：
訪問Oracle數據庫時，必須首先連接到Oracle server ，才能執行各種數據庫訪問操作。開一終端，執行命令：sqlplus /nolog即可連接數據庫。應用程序的所有SQL操作都是有服務器進程來執行的，用戶進程只是發送SQL語句並接收SQL語句的結果。
SQL語句介紹：
1） 數據庫查詢
用SELECT語句從表中提取查詢數據。語法為
SELECT [DISTINCT] {column1,column2,…} FROM tablename WHERE {conditions} GROUP BY {conditions} ORDER BY {expressions} [ASC/DESC];
2）數據庫操縱語言（DML）命令用於查詢和操縱模式對象中的數據，它不隱式地提交當前事務。它包含UPDATE、INSERT、DELETE、EXPLAIN PLAN、SELECT和LOCK TABLE 等命令。下面簡單介紹一下：
UPDATE tablename SET {column1=expression1,column2=expression2,…} WHERE {conditions};
INSERT INTO tablename {column1,column2,…} VALUES {expression1,expression2,…};
DELETE FROM tablename WHERE {conditions}
