> Oracle 19C 系統結構介紹 -- by Firsouler 2021/03/11

- [1.概覽](#1概覽)
  - [CDB簡單介紹](#cdb簡單介紹)
  - [資料庫伺服器](#資料庫伺服器)
  - [資料庫例項](#資料庫例項)
- [2.體系結構介紹](#2體系結構介紹)
  - [2.1 系統全域性區（System Global Area）](#21-系統全域性區system-global-area)
    - [1) 日誌緩衝區 (Redo log buffer)](#1-日誌緩衝區-redo-log-buffer)
    - [2) 閃回緩衝區 (FlashBack buffer)](#2-閃回緩衝區-flashback-buffer)
    - [3) 共享池 (Shared pool)](#3-共享池-shared-pool)
      - [庫⾼速快取 (Library cache)](#庫快取記憶體-library-cache)
      - [保留池 (Reserved pool)](#保留池-reserved-pool)
      - [資料字典⾼速快取 (Data dictionary cache)](#資料字典快取記憶體-data-dictionary-cache)
      - [伺服器結果快取 (Server result cache)](#伺服器結果快取-server-result-cache)
      - [其他元件 (Other components)](#其他元件-other-components)
    - [4) 資料庫高速緩衝區 (Database buffer cache)](#4-資料庫高速緩衝區-database-buffer-cache)
    - [5) ⼤池（Large Pool）](#5-大池large-pool)
    - [6) 記憶體中列式儲存區（In-Memory Area）](#6-記憶體中列式儲存區in-memory-area)
  - [2.2 程式全域性區（Program Global Area）](#22-程式全域性區program-global-area)
  - [2.3 後臺程式（Background processes）](#23-後臺程式background-processes)
    - [1）程式監控程式 (PMON)](#1程式監控程式-pmon)
    - [2）程式管理程式 (PMAN)](#2程式管理程式-pman)
    - [3) 監聽器註冊程式 (LREG)](#3-監聽器註冊程式-lreg)
    - [4) 系統監控程式 (SMON)](#4-系統監控程式-smon)
    - [5) 資料庫寫⼊程式 (DBWn)](#5-資料庫寫入程式-dbwn)
    - [6) 檢查點程式 (CKPT)](#6-檢查點程式-ckpt)
    - [7) 可管理性監視程式 (MMON)和可管理性監視精簡程式 (MMNL)](#7-可管理性監視程式-mmon和可管理性監視精簡程式-mmnl)
    - [8) 恢復程式(RECO)](#8-恢復程式reco)
    - [9) ⽇志寫⼊程式 (LGWR)](#9-日誌寫入程式-lgwr)
    - [10) 歸檔程式 (ARCn)](#10-歸檔程式-arcn)
    - [11) 作業佇列協調程式 (CJQ0)](#11-作業佇列協調程式-cjq0)
    - [12） 恢復寫⼊程式 (RVWR)](#12-恢復寫入程式-rvwr)
    - [13) 閃回資料歸檔程式 (FBDA)](#13-閃回資料歸檔程式-fbda)
    - [14) 空間管理協調程式 (SMCO)](#14-空間管理協調程式-smco)
    - [15) 分派程式 (Dnnn) 和 共享伺服器程式 (Snnn)](#15-分派程式-dnnn-和-共享伺服器程式-snnn)
  - [2.4 資料⽂件（Database Data Files）](#24-資料檔案database-data-files)
  - [2.5 資料庫系統檔案（Database system files）](#25-資料庫系統檔案database-system-files)
    - [1）⾃動診斷資料庫 (ADR)](#1自動診斷資料庫-adr)
    - [2）備份⽂件 (Backup Files)](#2備份檔案-backup-files)
  - [2.6 應⽤容器（Application Containers）](#26-應用容器application-containers)
- [參考](#參考)

---

### 1.概覽
![Oracle21c_arch](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_instance_cdb.jpg)

如上圖所示，為Oracle19C架構圖，相比於我們常用的Oracle11g，12C以後多了一種架構，就是CDB模式。

> 思考: CDB模式下，PDB單獨使用的有哪些檔案，共享的有哪些，為什麼這樣劃分？

#### CDB簡單介紹

我們簡單看下CDB簡單架構，它主要有兩種方式，一個是有應用容器的，一個沒有的：

應⽤程式容器是CDB中⽤於儲存應⽤程式資料的PDB的可選集合。建立應⽤程式 容器的⽬的是擁有獨⼀的主應⽤程式定義。CDB中可以有多個應⽤程式容器。

![cdb_source](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/cdb_source.jpg)

CDB有容器的方式：

![cdb_app_container](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/cdb_app_container.jpg)

CDB沒有容器的方式：

![cdb_no_app_Containers](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/cdb_no_app_Containers.jpg)

#### 資料庫伺服器

![db_server](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_server.png)

一個Oracle資料庫至少由一個資料庫例項和一個資料庫組成。資料庫例項部分處理記憶體和程式，資料庫部分則由稱為資料檔案的物理檔案組成，並且可以是非容器資料庫或多租戶容器資料庫。Oracle資料庫在其執行期間還會使用多個資料庫系統檔案。

監聽器是一個資料庫伺服器程式。它接收客戶端請求，建立與資料庫例項的連線，然後將客戶端連線移交給伺服器程式。

監聽器可以在資料庫伺服器上本地執行，也可以遠端執行。典型的Oracle RAC環境是遠端執行的。 --==怎麼理解？==

#### 資料庫例項
![db_instance](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_instance.png)

資料庫例項包含一組Oracle資料庫後臺程式和記憶體結構。主要的記憶體結構是系統全域性區 (SGA) 和程式全域性區 (PGA)。後臺程式對資料庫中儲存的資料（資料檔案）進行操作，並使用記憶體結構完成其工作。資料庫例項僅存在於記憶體中。

Oracle資料庫還建立伺服器程式，以代表客戶端程式處理與資料庫的連線，並執行客戶端程式的工作。例如，解析和執行SQL語句，以及檢索結果並將結果返回給客戶端程式。這些型別的伺服器程式也稱為前臺程式。

> 思考： 資料庫和例項到底什麼關係，RAC呢？

相關檢視：

``` sql
v$parameter  --引數
v$systat     --例項執行以來累計的資源使用情況
v$session_wait
v$session_event
v$system_event
v$event_name
v$lock
v$latch_children
v$bh  --buffer 資訊
x$bh
v$transaction
```

### 2.體系結構介紹

記憶體設定參考
```
# oltp
sga_target = (實體記憶體*80%)*80%
sga_max_size=(實體記憶體*80%)*80%
pga_aggregate_target=實體記憶體*80%)*20%
# olap
sga_target = (實體記憶體*80%)*50%
sga_max_size=(實體記憶體*80%)*50%
pga_aggregate_target=實體記憶體*80%)*50%

--評估
v$memory_dynamic_components:顯示自動記憶體管理的各記憶體真實大小，包括sga和pga
v$memory_resize_ops : 顯示最新的800個自動和收到進行記憶體調整的操作，不包括正在進行調整的操作
v$memory_current_resize_ops :顯示正在進行的記憶體調整操作，包括自動和收到

v$sga_dynamic_components: 顯示自動公司記憶體管理模式下sga各記憶體真實大小
v$sga_current_resize_ops :顯示正在進行的sga記憶體調整，包括自動和收到
v$sga_dynamic_free_memory:顯示系統可用的sga動態調整記憶體空間
```

#### 2.1 系統全域性區（System Global Area）
![sga](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/sga.png)

系統全域性區域 (SGA) 是包含一個Oracle資料庫例項的資料和控制資訊的儲存區域。資料庫所有的伺服器程式和後臺程式共享方式使用SGA。啟動資料庫例項時，將會顯示SGA分配的記憶體量。SGA包含以下資料結構：

##### 1) 日誌緩衝區 (Redo log buffer)
是SGA中的迴圈緩衝區，用於儲存有關對資料庫所做的更改的資訊。這些資訊儲存在重做條目中。重做條目包含重建（或重做）透過資料操作語言 (DML)，資料定義語言 (DDL) 或內部操作對資料庫所做的更改所必需的資訊。如有必要，可將重做條目用於資料庫恢復。

==Log Buffer該設定多大？==

- Log Buffer 寫滿1M
- 每隔3秒
- Log Buffer寫滿1/3時

``` sql
-- type: 3-Integer
  1* select name,type,value from v$parameter where name like 'log_buffer%'

NAME			   TYPE VALUE
-------------------- ---------- --------------------
log_buffer		      3 8519680
```

##### 2) 閃回緩衝區 (FlashBack buffer)
是SGA中的可選元件。啟用閃回資料庫後，將啟動稱為恢復寫程式 (RVWR) 的後臺程式。RVWR定期將修改後的塊從緩衝區快取記憶體複製到閃回緩衝區，然後將閃回資料庫資料從閃回緩衝區寫入閃回資料庫日誌，以迴圈方式重用。

##### 3) 共享池 (Shared pool)
![share_pool](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/share_pool.png)

主要由報錯資料字典的data dictionary cache 和儲存SQL、PL/SQL程式碼和執行計劃的library cache組成。在多個使用者之間共享各種的快取結構；例如，共享池儲存已解析的SQL，PL/SQL程式碼，系統引數和資料字典資訊。共享池幾乎涉及資料庫中發生的每個操作。例如，如果使用者執行SQL語句，則Oracle資料庫將訪問共享池。如上圖所示，共享池包含以下內容：

###### 庫⾼速快取 (Library cache)
儲存可執⾏的 SQL和PL/SQL程式碼，該快取包含共享的SQL和PL/SQL區域以及控制結構，例如鎖和庫快取控制程式碼。當執⾏SQL語句時，資料庫嘗試重⽤以前執⾏的程式碼。如果庫⾼速快取中存在SQL語句的已解析表示形式並且可以共享，則資料庫將重⽤程式碼。此操作稱為軟解析或庫⾼速快取命中。否則，資料庫必須構建應⽤程式程式碼的新的可執⾏版本，這稱為硬解析或庫⾼速快取未命中。

###### 保留池 (Reserved pool)
可使⽤ 該記憶體區域來分配連續的⼤塊記憶體，資料庫從共享池中按照Chunk⽅式分配記憶體。Chunk允許將⼤型物件（超過5 KB）載入到快取中，⽽⽆需單個連續區域。可減少了由於碎⽚⽽耗盡連續記憶體的可能性。

###### 資料字典⾼速快取 (Data dictionary cache)
儲存有關資料庫物件的資訊（即字典資料）。此快取也稱為⾏快取，因為它將資料儲存為⾏⽽不是緩衝區。

###### 伺服器結果快取 (Server result cache)
包含SQL查詢結果快取和PL/SQL函式結果快取，它們共享相同的基礎結構。SQL查詢結果快取儲存查詢和查詢⽚段的結果。⼤多數應⽤程式都受益於這種效能改進。PL/SQL函式結果快取儲存函式結果集。結果快取的良好候 選者是經常調⽤的函式，這些函式依賴於相對靜態的資料。--Oracle11g以上

支援服務端和客戶端，尤其全表掃描的結果，放入該快取中，減少熱快，io等，提高效率，相關引數：

- result_cache_mode  ：手動、強制(manual/force)
- result_cache_max_size : 0是關閉,其他值開啟
- result_cache_max_result : 單個查詢使用最大容量

``` sql
--eg
select /*+ RESULT_CACHE */ from emp;

--檢查rc狀態
select DBMS_RESULT_CACHE.STATUS from dual;

--檢視rc使用情況
set serveroutput on;
exec dbms_result_cache.memory_report;

--清空rc記憶體
exec dbms_result_cache.flush;

--相關檢視
select * from v$result_cache_statistics; --記憶體使用情況
select * from v$result_cache_memory; --記憶體塊和統計資訊
select * from v$result_cache_objects --被快取的物件
select * from v$result_cache_dependency -- 結果集資料和依賴表的關聯關係

--客戶端配置及相關資訊，請參考其他資料
```

###### 其他元件 (Other components)
包括佇列，鎖存器，資訊⽣命週期管理 (ILM) 點陣圖表，活動會話歷史記錄 (ASH) 緩衝區和其他次要記憶體結構。

- 排隊是共享 的記憶體結構（鎖），⽤於序列化對資料庫資源的訪問。它們可以與會話或事務相關 聯。例如：控制⽂件事務，資料⽂件，例項恢復，介質恢復，事務恢復，作業佇列等。
- 鎖存器⽤作低階序列化控制機制，⽤於保護SGA中的共享資料結構免於同時訪問。例如：⾏⾼速快取物件，庫⾼速快取pin和⽇志⽂件並⾏寫⼊。

##### 4) 資料庫高速緩衝區 (Database buffer cache)
![db_buffer_cache1](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_buffer_cache1.png)
![db_buffer_cache2](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_buffer_cache2.png)

⽤於儲存從資料⽂件讀取的資料塊的副本。緩衝區是資料庫塊⼤⼩的記憶體 塊。每個緩衝區都有⼀個稱為資料庫緩衝區地址 (DBA) 的地址。緩衝區⾼速快取的⽬標是最佳化物理I/O， 並將經常訪問的塊保留在緩衝區⾼速快取中，並將不經常訪問的塊寫⼊磁碟。

**資料庫高速緩衝區包含以下內容**

-  預設池 (Default pool)：是通常快取塊的位置。預設塊⼤⼩為8 KB。除⾮您⼿動配置單獨的池，否則預設池是唯⼀的緩衝池。其他池的可選配置對預設池⽆效。
-  保留池 (Keep pool)：適⽤於經常訪問但由於空間不⾜⽽在預設池中過期的塊。保留緩衝池的⽬的是在記憶體中保留指定的物件，從⽽避免I/O操作。
-  回收池 (Recycle pool)：⽤於不經常使⽤的塊。回收池可防⽌指定的物件佔⽤快取中不必要的空間。
-  ⾮預設緩衝池 (Non-default buﬀer pools)：適⽤於使⽤2 KB，4 KB，16 KB 和32 KB⾮標準塊⼤⼩的表空間。每個⾮預設塊⼤⼩都有其⾃⼰的池。Oracle資料庫以與預設池相同的⽅式管理這些池中的塊。
-  資料庫智慧快閃記憶體快取 (Flash cache)：使您可以使⽤快閃記憶體裝置來增加緩衝區緩 存的有效⼤⼩，⽽⽆需新增更多主記憶體。
-  最近最少使⽤列表（LRU）：包含指向髒緩衝區和⾮髒緩衝區的指標。LRU 列表有⼀個熱端和⼀個冷端。冷緩衝區是近未使⽤過的緩衝區。熱緩衝區經常被 訪問並且近已經被使⽤。從概念上講，只有⼀個LRU，但是對於資料併發，資料 庫實際上使⽤了多個LRU。
-  檢查點佇列 (Checkpoint queue)：檢查點佇列是⼀個連結串列結構，是由緩衝區 頭部結構構成；當資料塊被修改後，緩衝區透過此連結串列結構來跟蹤資料塊的修改。連結串列的順序是根據早應⽤於該資料塊的RBA（Redo Block Address）地址排序得到的。
-  Flash緩衝區 (Flash Buﬀer Area)：由DEFAULT Flash LRU鏈和KEEP Flash LRU鏈組成。如果沒有資料庫智慧快閃記憶體快取，則當程式嘗試訪問某個塊並且該塊在 緩衝區快取中不存在時，該塊將⾸先從磁碟讀⼊記憶體（物理讀取）。當記憶體中緩衝 區⾼速快取已滿時，將根據近少使⽤ (LRU) 機制將緩衝區從記憶體中逐出。使⽤ Database Smart Flash Cache，當⼲淨的記憶體中緩衝區過期時，該緩衝區的內容將透過Database Writer程式 (DBWn) 在後臺寫⼊快閃記憶體中，並且緩衝區頭作為後設資料保留在記憶體中DEFAULT快閃記憶體或KEEP快閃記憶體LRU列表，具體取決於FLASH_CACHE物件屬性的值。KEEP快閃記憶體LRU列表⽤於將緩衝區頭保留在單獨的列表上，以防⽌常規緩衝區頭替換它們。

==最佳化技術==

- latch:cache buffer chains 和 Latch:cache buffer LRU chains：通常情況下，這些事件表示資料庫中存在一些資料塊被頻繁讀取，產生熱塊資料，如頻繁讀取程式碼表、undo頭資料、單調增長的索引，可透過以下命令檢視熱點資料
``` sql
select * from (
    select owner,object_type,statistic_name,sum(value)
    from v$segment_statistics
    group by owner,object_name,object_type,statistic_name
    order by sum(value) desc
) where rownum < 10;
--or
select * from (
    select c.owner,c.object_name,sum(a.tch)
    from x$bh a,v$latch_children b,dba_objects c
    where a.hladdr=b.addr and a.obj=c.object_id
    and c.owner <> 'SYS'
    group by c.owner,c.object_name
    order by sum(a.tch) desc
) where rownum <= 25;
```

- Buffer busy waits :併發訪問某個Buffer Cache資料塊時出現的等待事件，透過以下語句定位物件：

``` sql
select object_name,value from v$segment_statistics
where statistic_name = 'buffer busy waits' and value > 2000;
```

- Read waits :(db file sequential read:索引出現問題/db file parallel read：並行出現問題/db file scattered read：全表掃描),主要透過應用最佳化，適當增加 db_cache_size 看看效果

##### 5) ⼤池（Large Pool）
![large_pool](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/large_pool.png)

⼤池是資料庫管理員可以配置的可選記憶體區域，建議配置合理的值(large_pool_size)，避免一些操作使用shared pool，如備份恢復、並行處理、ASM、共享連線等。可以為以下各項提供⼤記憶體分配：

- ⽤戶全域性區域 (UGA)：共享伺服器和Oracle XA接⼝的會話記憶體（⽤於事務與多個資料庫互動）
- I/O 緩衝區 (I/O Buﬀer Area)：I/O伺服器程式，並⾏查詢操作中使⽤的訊息緩衝區，Recovery Manager (RMAN) I/O從屬程式的緩衝區，以及儲存⾼級排隊記憶體表。
- 延遲插⼊池 (Deferred Inserts Pool)：快速提取功能可將資料庫中定義為MEMOPTIMIZE FOR WRITE的表進⾏⾼頻單⾏資料插⼊。

> 更詳細的請參考官方文件

##### 6) 記憶體中列式儲存區（In-Memory Area）
![db_inMemory_area](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_inMemory_area.png)

可選的SGA元件，其中包含記憶體中列儲存（IM列存 儲），該儲存區使⽤針對快速掃描進⾏了最佳化的列格式將表和分割槽儲存在記憶體中。

> 詳情：官方文件搜尋 Introduction to Oracle Database In-Memory

#### 2.2 程式全域性區（Program Global Area）
![pga](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/pga.png)

一個非共享的記憶體區域，其中包含專門由伺服器和後臺程式使用的資料和控制資訊。Oracle資料庫建立伺服器程式，以代表客戶端程式處理與資料庫的連線。在專用伺服器環境中，為每個伺服器和啟動的後臺程式建立一個PGA。每個PGA都由堆疊空間，雜湊區域，點陣圖合併區域和使用者全域性區域（UGA）組成。當終止與之關聯的伺服器或後臺程式時，將釋放PGA。

> PGA_AGGREGATE_TARGET只是一個目標值，無法嚴格限制使用大小，可透過v$pgastat檢視，over_allocation_count值。如果pga值設定太小，如果超過pga記憶體，每個程式會分配更多的記憶體，就是pga的消耗反而會增加。

**共享伺服器**
多個客戶端使用者共享伺服器程式。UGA被移入大型池，而PGA僅具有:

- 堆疊空間
- 雜湊區域
- 點陣圖合併區域

**專用伺服器**

- SQL工作區 (SQL work areas)：排序區供排序資料的函式使用，例如ORDER BY和GROUP BY
- 會話記憶體 (Session memory)：此使用者會話資料儲存區分配給會話變數，例如登入資訊和資料庫會話所需的其他資訊。OLAP池管理OLAP資料頁，這些資料頁等效於資料塊。
- 私有SQL區域 (Private SQL area)：此區域儲存有關已解析的SQL語句的資訊以及其他特定於會話的資訊以供處理。當伺服器程式執行SQL或PL / SQL程式碼時，該程式使用私有SQL區域儲存繫結變數值，查詢執行狀態資訊和查詢執行工作區。相同或不同會話中的多個私有SQL區域可以指向SGA中的單個執行計劃。持久區域 (persistent area) 包含繫結變數值。執行時區域 (runtime area) 包含查詢執行狀態資訊。遊標是專用SQL區域中特定區域的名稱或控制程式碼。您可以將遊標視為客戶端上的指標，以及伺服器端上的狀態。因為遊標與私有SQL區域緊密相關，所以有時可以互換使用這些術語。
- 堆疊空間 (Stack space)：堆疊空間是分配用於儲存會話變數和陣列的記憶體
- 雜湊區域 (hash area)：此區域用於執行表的雜湊連線
- 點陣圖合併區域 (bitmap merge area)：此區域用於合併從多個點陣圖索引的掃描中檢索到的資料

#### 2.3 後臺程式（Background processes）
![background_process](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/background_process.png)

後臺程式是資料庫例項的⼀部分，它執⾏運算元據庫和使多個⽤戶的效能⼤化 所需的維護任務。每個後臺程式執⾏⼀個獨特的任務，但與其他程式⼀起⼯作。啟動 資料庫例項時，Oracle資料庫會⾃動建立後臺程式。存在的後臺程式取決於資料庫中 正在使⽤的功能。啟動資料庫例項時，必要的後臺程式將⾃動啟動。您可以根據需要 稍後啟動可選的後臺程式。

必要的後臺程式包括程式監控程式 (PMON)，程式管理器進 程 (PMAN)，監聽器註冊程式 (LREG)，系統監控程式 (SMON)，資料庫寫程式 (DBWn)，檢查點程式 (CKPT)，可管理性監控程式 (MMON)，可管理性監控器精簡進 程 (MMNL)，恢復程式程式 (RECO) 和⽇志寫程式 (LGWR)。

可選的後臺程式特定於任務或功能。⼀些常⻅的可選過程包括歸檔程式 (ARCn)，作業佇列協調程式 (CJQ0)，恢復寫⼊程式 (RVWR)，閃回資料存檔程式 (FBDA) 和空間管理協調程式 (SMCO)。

從屬程式是代表其他程式執⾏⼯作的後臺程式。例如，分派程式 (Dnnn) 和共享 伺服器程式 (Snnn)。

##### 1）程式監控程式 (PMON)
![pmon](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/pmon.png)

PMON作為作業系統程式執行，定期掃描所有程式以查詢任何異常死亡的程式。 然後，PMON負責協調由清理主程式 (CLMN) 和清理從屬程式 (CLnn) 執 ⾏的清理。

##### 2）程式管理程式 (PMAN)
![pman](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/pman.png)

PMAN作為作業系統程式執行，可根據需要監視，產⽣和停⽌以下各項：

- 分派器和共享伺服器程式
- 資料庫駐留連線池的連線代理和池化伺服器程式
- 作業佇列流程
- 可重啟後臺程式

##### 3) 監聽器註冊程式 (LREG)
![lreg](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/lreg.png)

LREG可以作為執行緒或作業系統程式運⾏，⽤於將例項，服務，處理程式和端點 通知給監聽器。

##### 4) 系統監控程式 (SMON)
![smon](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/smon.png)

SMON對後臺活動期間引發的內部和外部錯誤可迅速恢復。SMON可以作為執行緒或作業系統程式運⾏。在Oracle Real Application Clusters (RAC) 資料庫中，⼀個例項的SMON程式可以對失敗的其他例項執⾏例項恢復。執⾏許多資料庫維護任務，其中包括：

- 建立和管理臨時表空間後設資料，並回收孤⽴的臨時段使⽤的空間
- 透過基於Undo表空間使⽤情況統計資訊來對undo段進⾏上線，下線和收縮來 維護undo表空間
- 處於暫時和不⼀致狀態時清理資料字典
- 維護系統更改號(SCN)到時間的對映表，⽤於⽀持Oracle閃回功能

##### 5) 資料庫寫⼊程式 (DBWn)
![dbwn](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/dbwn.png)

主要將資料塊寫⼊磁碟。它還處理檢查點，⽂件開啟同步，以及記錄塊寫⼊記錄。配置快閃記憶體後，DBWn還將寫⼊資料庫智慧快閃記憶體 (快閃記憶體) 緩衝區。

DBWn寫⼊的塊分散在整個磁碟上,因此，寫操作往往⽐⽇志寫 程式 (LGWR) 執⾏的順序寫要慢.

DB_WRITER_PROCESSES初始化引數指定資料庫寫⼊程式的數量。可能有1到 100個資料庫寫⼊程式。前36個資料庫寫⼊程式的名稱為DBW0-DBW9和DBWaDBWz。第37⾄第100個資料庫寫⼊器程式的名稱是BW36-BW99。資料庫為DB_WRITER_PROCESSES引數選擇適當的預設設定，或者根據CPU和處理器組的數量來調整⽤戶指定的設定。

##### 6) 檢查點程式 (CKPT)
![ckpt](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/ckpt.png)

該程式在特定時間透過向資料庫寫⼊程式 (DBWn) 傳遞訊息來啟動檢查點請求，以開始寫⼊髒緩衝區。完成單個檢查點請求後，CKPT會更新資料⽂件頭和控制⽂件以記錄新的檢查點。

CKPT每三秒鐘檢查⼀次，以檢視記憶體量是否超過了PGA_AGGREGATE_LIMIT初 始化引數的值，如果是，則採取措施。

##### 7) 可管理性監視程式 (MMON)和可管理性監視精簡程式 (MMNL)
![mmnl](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/mmnl.png)

可管理性監視程式 (MMON) 和可管理性監視精簡程式 (MMNL) 是後臺程式，它們執⾏與⾃動⼯作負載儲存庫 (AWR) 相關的任務。

MMON從SGA收集各種記憶體統計資訊，對其進⾏過濾，然後每60分鐘在⾃動⼯ 作負載儲存庫 (AWR) 中建立這些統計資訊的快照。

MMNL收集 session統計資訊（例如⽤戶ID，狀態，主機以及它正在執⾏的SQL）， 並將其儲存在活動會話歷史記錄 (ASH) 緩衝區中。具體地說，MMNL每秒在SGA中對V$SESSION和V$SESSION_WAIT檢視進⾏取樣，然後將該資料記錄在V$ACTIVE_SESSION_HISTORY檢視中。

##### 8) 恢復程式(RECO)
![reco](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/reco.png)

該程式是在具有分散式選項時所使用的一個程式，自動地解決在分散式事務中的故障。

##### 9) ⽇志寫⼊程式 (LGWR)
![lgwr](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/lgwr.png)

可將重做⽇志條⽬順序寫⼊重做⽇志⽂件,重做⽇志條⽬在系統全域性區域 (SGA) 的重做⽇志緩衝區中⽣成。

重做傳輸從屬程式（TT00-zz）將⽇志從當前的聯機和備⽤重做⽇志傳送到配置為非同步 (ASYNC) ⽇志傳輸的遠端備⽤⽬的地。

##### 10) 歸檔程式 (ARCn)
![arcn](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/arcn.png)

ARCn可以作為執行緒或作業系統程式運⾏

僅當資料庫處於ARCHIVELOG模式並啟⽤⾃動歸檔時才存在，在這種情況下ARCn會⾃動歸檔聯機重做⽇志⽂件。

LOG_ARCHIVE_MAX_PROCESSES初始化引數指定資料庫初調⽤的ARCn進 程數

##### 11) 作業佇列協調程式 (CJQ0)
![cjq0](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/cjq0.png)

CJQ0和Jnnn都可以作為執行緒或作業系統程式運⾏。

它從資料字典中選擇需要運⾏的作業，並⽣成作業佇列從屬程式 (Jnnn) 來運⾏這些作業。 Oracle Scheduler會根據需要⾃動啟動和停⽌CJQ0。 JOB_QUEUE_PROCESSES初始化引數指定可以為執⾏作業建立的⼤程式數。 CJQ0僅啟動要運⾏的作業數量和可⽤資源所需數量的作業隊 列程式。

作業佇列從屬程式 (Jnnn) 執⾏作業協調分配的作業。選擇作業進⾏處理時，作業從屬程式將執⾏以下操作：

- 收集運⾏作業所需的所有後設資料，例如：程式引數和許可權資訊
- 以作業的所有者身份啟動資料庫會話，啟動事務，然後開始執⾏作業
- 作業完成後，從屬程式將提交併結束事務
- 關閉會話。

完成⼯作後，從屬程式將執⾏以下操作：

- 重新安排作業（如果需要）
- 更新作業表中的狀態以反映作業是否已完成或計劃再次運⾏
- 在作業⽇志表中插⼊⼀個條⽬
- 更新運⾏計數，並在必要時更新失敗和重試計數
- 清理
- 尋找新⼯作（如果沒有，則休眠）

##### 12） 恢復寫⼊程式 (RVWR)
![rvwr](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/rvwr.png)

⽤於閃回整個資料庫,可以作為執行緒或作業系統程式運⾏

##### 13) 閃回資料歸檔程式 (FBDA)
![fbda](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/fbda.png)

FBDA可以作為執行緒或作業系統程式運⾏,提供了在表的整個⽣命週期內跟蹤和儲存表中事務性更改的功能。 這樣，您可以及時向後閃回表，以恢復表的狀態。

提交修改跟蹤表的事務時，FBDA會檢查是否正在⽣成新的Undo，過濾與標記為存檔的物件相關的內容，並將Undo資訊複製到閃回資料存檔表空間中。 FBDA維護當 前⾏上的後設資料，並跟蹤已存檔的資料量。

FBDA還負責⾃動管理閃回資料存檔的空間，組織（分割槽表空間）和保留時間。 FBDA還跟蹤已跟蹤交易的歸檔進度。

##### 14) 空間管理協調程式 (SMCO)
![smco_wnnn](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/smco_wnnn.png)

SMCO和Wnnn都可以作為執行緒或作業系統程式運,SMCO⽤於排程各種空間管理任務的執⾏，包括主動空間分配和空間回收。 SMCO動態產⽣空間管理從屬程式 (Wnnn) 來實 現這些任務。

- Wnnn程式是由SMCO動態⽣成的從屬程式，⽤於在後臺執⾏空間管理任務。 這些任務包括根據空間使⽤量增⻓分析將空間預分配到本地管理的表空間和 SecureFiles段中，以及從刪除的段中回收空間。這些任務還包括快速攝取延遲插⼊。啟動後，從屬程式將充當⾃治代理。完成任務執⾏後，它將⾃動從佇列 中拾取另⼀個任務。該程式在⻓時間閒置後會⾃⾏終⽌。
- Wnnn程式填充並重新填充啟⽤In-Memory功能的物件。記憶體中協調程式 (IMCO) 會啟動後臺填充和重新填充柱狀資料。 IMCO後臺程式和前臺程式將 利⽤Wnnn從屬程式進⾏填充和再填充。 IMCO使⽤Wnnn程式預填充優先順序為 LOW/MEDIUM/HIGH/CRITICAL的啟⽤In-Memory的物件，並重新填充InMemory的物件。 Wnnn從屬程式上運⾏的記憶體填充和重新填充任務也從前臺程式啟動，以響應引⽤了啟⽤In-Memory物件的查詢和DML操作。

##### 15) 分派程式 (Dnnn) 和 共享伺服器程式 (Snnn)
![dnnn_snnn](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/dnnn_snnn.png)

Snnn和Dnnn都可以作為執行緒或作業系統程式運⾏,在共享伺服器體系結構中，客戶端連線到分派程式 (Dnnn)，該程式為每個連線建立虛電路。 當客戶端將資料傳送到伺服器時，分派程式將資料接收到虛電路中，並將活動電路放置在公共佇列中，以由空閒的共享伺服器程式 (Snnn) 進⾏處理。 然後， Snnn從虛電路讀取資料並執⾏完成請求所需的資料庫⼯作。 當Snnn必須將資料傳送到客戶端時，Snnn將資料寫回到虛電路中，⽽Dnnn會將資料傳送到客戶端。 Snnn完成客戶端請求後，它將虛電路釋放回Dnnn，並可以⾃由處理其他客戶端。

#### 2.4 資料⽂件（Database Data Files）
![db_data_files](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_data_files.png)

CDB根容器名為CDB $ ROOT，包含多個資料⽂件，控制⽂件，重做⽇志⽂件， 閃回⽇志和歸檔的重做⽇志⽂件。資料⽂件儲存與所有PDB共享的Oracle提供的元數 據和普通⽤戶（每個容器中已知的⽤戶）。

資料庫分為稱為表空間的邏輯儲存單元，這些邏輯儲存單元共同儲存所有資料庫 資料。每個表空間由⼀個或多個資料⽂件構成。根容器和常規PDB具有SYSTEM， SYSAUX，USERS，TEMP和UNDO表空間（在常規PDB中為可選）。種⼦PDB具有 SYSTEM，SYSAUX，TEMP和可選的UNDO表空間。

#### 2.5 資料庫系統檔案（Database system files）
![db_system_file](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/db_system_file.png)

- 控制⽂件：儲存有關資料⽂件和聯機重做⽇志⽂件的後設資料
- 引數檔案：定義了資料庫例項啟動時的配置，pfile和spfile
- 重做日誌檔案：資料庫發生改變時將更改儲存到資料庫中，可用於恢復
- 自動診斷儲存庫：11g開始有的，用於儲存資料庫診斷資料
- 備份檔案：用於恢復
- 歸檔檔案：用於恢復
- 密碼檔案：此可選⽂件使使⽤SYSDBA，SYSOPER，SYSBACKUP， SYSDG，SYSKM，SYSRAC和SYSASM⻆⾊的⽤戶可以遠端連線到資料庫例項並 執⾏管理任務。
- 錢包：對於應⽤程式使⽤密碼憑據連線到資料庫的⼤規模部署，可以將此類憑 據儲存在客戶端Oracle錢包中。Oracle錢包是⼀個安全的軟體容器，⽤於儲存身份 驗證和簽名憑證。
- 塊更改跟蹤⽂件：塊更改跟蹤透過將更改的塊記錄在塊更改跟蹤⽂件中，從⽽ 提⾼了==增量備份==的效能
- 閃回⽇志：閃回資料庫在效果上類似於常規的時間點恢復。它使您可以將資料 庫⼀次恢復到近的狀態。

##### 1）⾃動診斷資料庫 (ADR)
![adr](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/adr.png)

ADR 全稱 (Automatic Diagnostic Repository)，⽤於資料庫診斷資料的系統範圍的跟蹤和⽇志記錄中央儲存庫，具體包含如上圖所示。

##### 2）備份⽂件 (Backup Files)
![backup_file](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/backup_file.png)

主要分為物理備份和邏輯備份，rman備份檔案又分為兩種：

- 映像副本是資料⽂件，控制⽂件或存檔的重做⽇志⽂件的逐位磁碟複製。
- 備份集是RMAN建立的專有格式，其中包含⼀個或多個資料⽂件，已歸檔的重做⽇志⽂件，控制⽂件或伺服器引數⽂件中的資料。備份集中僅包括資料⽂件中⽤於儲存資料的那些塊。備份集也可以被壓縮，加密，傳送到磁帶，並使⽤資料⽂件副本不可⽤的⾼級未 使⽤空間壓縮。

#### 2.6 應⽤容器（Application Containers）
![cdb](https://gitee.com/firsouler/my_study_notes/raw/master/images/Oracle19c_arch/cdb.png)

應⽤程式容器是⽤戶建立的可選CDB元件，⽤於儲存應⽤程式PDB的資料和後設資料。 CDB可以包含零個或多個應⽤程式容器。 ⼀個應⽤程式容器僅由⼀個應⽤程式 根⽬錄和⼀個或多個應⽤程式PDB組成，它們插⼊CDB根⽬錄中。 應⽤程式根⽬錄屬 於CDB根⽬錄，不屬於其他容器，並且儲存公⽤的後設資料和資料。

### 參考
- https://www.linuxprobe.com/interprete-oracle12-framework.html
- 《品悟效能最佳化》
- https://www.cnblogs.com/sandata/p/12581966.html
- https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/21/cncpt/CDBs-and-PDBs.html#GUID-FC2EB562-ED31-49EF-8707-C766B6FE66B8
- https://www.cnblogs.com/jimeper/archive/2008/03/30/1129431.html

【Oracle體系結構】 Oracle19C 系統結構介紹

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