Oracle物理體系結構圖：http://blog.csdn.net/u011364306/article/details/50159729
一、概述
1.Oracle由例項和資料庫組成
2.例項是由共享記憶體區SGA(System Global Area)和一系列後臺程式組成，其中SGA最主要被劃分為共享池(shared pool) 、資料緩衝區(db cache)和日誌緩衝區(log buffer)三類。後臺程式包括PMON、SMON、LCKn、RECO、CKPT、DBWR、LGWR、ARCH等程式。
3.資料庫是由資料檔案、引數檔案、日誌檔案、控制檔案、歸檔檔案等系列檔案組成，其中歸檔檔案可能被轉移到新的儲存介質中，用於備份恢復使用。
4.PGA(Program Global Area)區，也是一塊開闢出來的記憶體區，和SGA的最明顯差別是，PGA不是共享記憶體，是私有不共享的。使用者對資料庫發起的無論查詢還是更新的任何操作，都是在PGA進行預處理，然後接下來才進入例項區域，由SGA和系列後臺程式共同完成使用者發起的請求。

PGA的預處理主要有三點：

儲存使用者的連線資訊，如會話屬性、繫結的變數等。
儲存使用者許可權等重要資訊，當使用者程式與資料庫建立會話時，系統會將這個使用者的相關許可權查詢出來，然後儲存在這個會話區域內。
當發起的指令需要排序時，如果PGA這個排序區，可以在記憶體中放下排序的尺寸，則在PGA記憶體中完成，如果放不下，超出的部分就在臨時表空間中完成排序，也就是在磁碟中完成排序。

5.使用者發起請求經歷的順序一般是PGA→SGA→DATABASE，或者PGA→SGA

二、Select 查詢原理
   使用者執行執行一條簡單的查詢語句select objectid_name from t where object_id=29;，當發出一條SQL指令後，該SQL語句先從PGA進行準備工作，該SQL會立即匹配成一條唯一的HASH值
   接下來該SQL指令進入SGA區進行處理，首先會敲開SGA區共享池的大門，該SQL會在共享池這個房間內查詢是否有什麼地方有儲存過這個SQL指令的身份證(即唯一的HASH值)，如果沒有，那就要辛苦了，首先查詢自己的語句語法是否正確(比如from是否寫成了form)、語義是否正確(比如id欄位根本不存在)、是否有許可權，在這些都沒問題的情況下生成這條語句的身份證，這個SQL的唯一HASH值就被儲存下來。接下來開始進行解析，確定使用代價低的執行計劃。接下來這個執行計劃立即被儲存起來，並且和之前儲存的該SQL的身份證(HASH值)對應在一起。
   接下來，該SQL的指令好比欽差大臣一樣，手持"執行計劃和要讀的資料"這個聖旨，繼續往前走，直奔“資料緩衝區”府內宣讀聖旨
   資料緩衝區開門迎接跪謝天恩後，立即根據執行計劃去t表中查詢object_id值為29的寶物，但是所要的東西府內找不到，怎麼辦？資料緩衝區府只好傳令下去，八百里加急趕去偏遠的Database軍營的資料檔案區查詢皇上要的東西。如果查到了，就帶回資料緩衝區府，並由欽差大臣展現給皇上(前臺使用者)，如果找不到，也只有就此覆命。

接下來做一個查詢

--執行一條select語句
SQL> select object_name from t where object_id=29;

Elapsed: 00:00:00.03

Statistics
----------------------------------------------------------
      4 recursive calls
      0 db block gets
       1306 consistent gets
       1239 physical reads
      0 redo size
    532 bytes sent via SQL*Net to client
    520 bytes received via SQL*Net from client
      2 SQL*Net roundtrips to/from client
      0 sorts (memory)
      0 sorts (disk)
      1 rows processed

--再次執行該語句
SQL> select object_name from t where object_id=29;

Elapsed: 00:00:00.01

Statistics
----------------------------------------------------------
      0 recursive calls
      0 db block gets
       1243 consistent gets
          0 physical reads
      0 redo size
    532 bytes sent via SQL*Net to client
    520 bytes received via SQL*Net from client
      2 SQL*Net roundtrips to/from client
      0 sorts (memory)
      0 sorts (disk)
      1 rows processed

對比發現，2次雖然執行同一條語句，但是執行時間，遞迴呼叫等都有一定程度的不一樣。

1.使用者首次執行該SQL該指令，該指令從磁碟中獲取使用者連線資訊和相關許可權資訊許可權，並儲存在PGA裡。當使用者再次執行該命令時，由於Session之前未被斷開重連，連線資訊和相關許可權資訊就可以在PGA記憶體中直接獲取，避免了物理讀。
2.首次執行該SQL指令結束後，SGA記憶體區的共享池裡儲存了該SQL唯一指令HASH值，並保留了語法語意及執行計劃等相關解析動作的勞動成果，當再次執行該SQL時，由於該SQL指令的HASH值和共享池裡儲存的相匹配，所以之前的硬解析動作也就無需再做，不僅跳過了相關語法語意檢查，對於該選擇哪種執行計劃也無需考慮，直接拿來主義就好
3.首次執行該SQL命令時，資料一般不在SGA的資料快取區裡(除非被別的SQL讀入記憶體)，只能從磁碟中獲取，不可避免的產生了物理讀，但是由於獲取後會儲存在資料緩衝區裡，再次執行就直接從資料緩衝區裡獲取了，完全避免了物理讀。

三、Update原理

sql語句：update t set object_id=92 where object_id=29;
1.如果該使用者並沒有退出原連結去新建立一個連線，PGA區的使用者連線資訊和許可權判斷等諸多動作依然不用做，否則需要完成使用者連線資訊和許可權判斷等諸多動作。
2.如果該語句是第一次執行，在共享池裡依然需要完成語法語意分析及解析，update t set object_id=92 where object_id=29指令中想匹配到object_id=29的記錄既可以用索引讀，也可以用全表掃描，到底選用哪種執行計劃需要根據代價的大小來判斷
3.接下來進入資料緩衝區，首次執行該資料不一定在緩衝區內，要先從磁碟中獲取到緩衝區中。
以上三點和之前的select objectid_name from t where object_id=29描述幾乎沒有任何本質區別，差異在於查詢語句做完這三步後，返回資料結果給使用者，就收工回家休息了。而更新語句的工作還要繼續。
4.在資料緩衝區內將object_id=29的記錄修改成object_id=92，修改完資料後，會啟用DBWR程式，完成更新的資料從資料記憶體中刷入到磁碟，將磁碟中的
object_id=29的值更新成92。因為磁碟才是真正儲存資料的地方，否則一斷電，資料在記憶體中就灰飛煙滅了。

四、日誌緩衝區(log buffer)
     日誌緩衝區儲存了資料庫相關操作的日誌，記錄了這個動作，然後由LGWR後臺程式將其從日誌緩衝區這個記憶體區寫進磁碟的日誌檔案中，目的是為了便於將來出現異常情況時，可以根據日誌檔案中記錄的動作，再繼續執行一遍，從而保證資料的安全。LGWR是連線日誌緩衝區和日誌檔案的辛勤工作者。
     當對Update語句進行Commit操作後，資料並不會立即輸入到磁碟中的，而是進行批次刷出的。Oracle中一旦發生Commit時，日誌緩衝區會把操作的動作(並非結果)寫入到磁碟的日誌檔案中，這樣Oracle就不一定非要將資料從資料緩衝區寫入到磁碟中了。磁碟的日誌檔案不是記憶體中的日誌緩衝區，是永久儲存不怕斷電的，斷電以後會依據磁碟的日誌檔案重新操作一次，把剛才的資料緩衝區丟失的資料恢復。因此資料緩衝區批次刷出的效率和安全是可以保證的。
     資料庫在執行過程中，批次刷出的資料佔資料緩衝區的比例越大，效率一般來說是越高，而且不用擔心斷電後的恢復問題。但是這樣資料庫斷電重啟後的恢復資料動作必須需要更長，因此存在一個平衡的問題：批次刷出的量越小，Oracle效能就會降低，但是斷電後開機恢復的時間就更短，反之批次刷出的量越大，Oracle效能就更高，但是斷電後恢復的時間就越長，因此引入一個後臺程式的新成員：CKPT

五、檢查點(CKPT)
     資料緩衝區資料寫到磁碟的動作正是由程式CKPT來出發的，CKPT觸發DBWR寫出。這是一個相當重要的程式，我們可以透過設定引數來調整控制CKPT的出發時間，

硬解析(hard prase)和軟解析(soft prase)：

在執行和獲取結果前，資料庫系統對此sql將進行幾個步驟的處理過程：
1、語法檢查(syntax check)
檢查此sql的拼寫是否語法。
2、語義檢查(semantic check)
諸如檢查sql語句中的訪問物件是否存在及該使用者是否具備相應的許可權。
3、對sql語句進行解析(prase)
利用內部演算法對sql進行解析，生成解析樹(parse tree)及執行計劃(execution plan)。
4、執行sql，返回結果(execute and return)
其中，軟、硬解析就發生在第三個過程裡。
資料庫利用內部的hash演算法來取得該sql的hash值，然後在library cache裡查詢是否存在該hash值。假設存在，則將此sql與cache中的進行比較。假設“相同”，就將利用已有的解析樹與執行計劃，而省略了最佳化器的相關工作。這也就是軟解析的過程。
誠然，如果上面的2個假設中任有一個不成立，那麼最佳化器都將進行建立解析樹、生成執行計劃的動作。這個過程就叫硬解析

Oracle物理體系總結

相關文章