【此为"一森咖记"公众号——第120篇文章】
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【引言】
最近应一些朋友要求，让说明下Oracle的体系结构，这段时间有意要写下；其实考试过OCM的亲都知道,最权威的Oracle体系介绍是Oracle的官方文档，但无奈很多亲一看请问就头痛，看过的也反应内容太多不好整合、消化、吸收。
今天恰巧碰到一篇文章，很适合上面亲的需求，故转载之。本文简单明了的讲述Oracle大致的体系架构，通过业务用户session发起和sql执行过程来讲述了Oracle的内在执行过程；文章结构和讲解思路简洁明了，有内在逻辑性，是一篇很不错的Oracle启蒙性文章。
本文转载文章链接如下，根据个人理解做了内容语句的调整。
https://www.cnblogs.com/augus007/articles/7999586.html
1 数据库文件Oracle 数据库文件大概可分为3种，分别为:
控制文件(control files): 存放数据库本身物理结构信息
数据文件(data files): 存放数据库数据
日志文件(log files): 包括重做日志文件和归档日志文件，记录数据库数据的变化
如下图:
2 数据库实例
此时，用户和应用程序是无法直接访问数据库文件的数据的；如果要连接Oracle服务器，服务器端会启动1(或多个. . RAC集群)个实例，用户可以通过连接这个实例来访问数据库的数据。
实例有两个组成部分，分别是:
系统全局内存区(SGA):服务器专门划分给Oracle实例使用的内存块
Oracle进程: 包括服务器进程和后台进程，后面会解析
2.1 系统全局内存区(SGA)SGA可以分成6大块，分别是 Java pool， shared pool， database buffer cache，large pool， streams pool， Redo log buffer。
注意：可用 v$sga这个视图去查看sga各大块大小。
SYS@ethanDB> select * from v$sga;
NAME VALUE CON_ID
-------------------- ---------- ----------
Fixed Size 29874920 0
Variable Size 1.2751E+10 0
Database Buffers 5.5700E+10 0
Redo Buffers 238559232 0
sql语句的执行流程涉及3块缓存区:
共享缓冲区(shared pool)
数据库缓冲高速缓存(database buffer cache)
重做日志缓冲区(redo log buffer)
如下图:
2.2 服务器进程
当用户(客户端)要连接Oracle数据库时，Oracle就会创建1个session(会话)，并且在服务器上创建1个专门处理这个session的进程，即服务器进程。
如下图
注意：
每当1个新用户创建1个新的连接到数据库，Oracle都会对应创建1条服务器进程。
2. 3 PGA(Program Global Area)
对应上面的Server Process， Oracle会在服务器上对每一条Server Process分配一定大小的内存，就是PGA， 注意有几个session就会有几个对应的PGA块，所以服务器对内存需求很大。可以用 select sum(pga_userd_mem) from v$process，语句来查看当前使用的总PGA大小。
如图:
3. 客户端与服务器的SQL语句传输
用户在客户端输入若干条SQL语句，如1个存储过程，有读和写的动作. 这条语句通过什么来传输？答案就是session，服务器上用什么来接受这个sql语句呢，答案就是Server Process。
如图:
server process会判断sql语句是否合法(语法，权限)，如sql语法有错，或对应的表或视图或Procedure没有权限，就会直接返回错误信息。
server process根据sql语句生成执行计划(execute plan)Oracle是无法直接执行sql语句的，必须先依据统计信息生成执行计划，然后Oracle就会根据较优的执行计划去执行SQL。而生成执行计划要访问许多数据库对象，是1个比较消耗服务器资源(CPU，IO，Memory)的动作。关于统计信息和执行计划的个人公众好推文，可点击如下进行了解。
且因为同一条sql语句可能会有多个用户多次重复的执行， 那么是否每次都要生成一次执行计划吗？这时SGA里面的Shared pool就发挥作用了，它会缓存sql的执行计划。 所以server process会首先从Shared pool里面查找有无现成的执行计划，如果有就直接采用，这叫软解析。如果无，就自己生成1个，然后看情况把这个执行计划放入shared pool，这就是硬解析。
server process根据执行计划去取(写)数据. 当server process得到执行计划后就可以去取数据了。Oracle的数据放在哪里呢？放在数据文件。
但是server process是不是就直接去访问数据文件呢？因为计算机的时间消耗主要都在物理IO，所以要尽量避免物理读写，SGA里面的database buffer cache起作用。即，database buffer cache就是用来缓冲Data files里的数据。可避免对数据文件的读写（物理读）。
server process得到执行计划后，第一步是首先去database buffer cache去找有没有现成的数据。如果有最好，无或者缓存中数据不全的话就只能去访问data files。 从data files获得数据后，也不是直接发给用户客户端，而是根据情况放入database buffer cache，以便当前或其他用户使用。
6. 逻辑读，物理读与缓存命中率. 由上图得知，所谓逻辑读，就是从缓存(一般是内存)里读取数据。而物理读，也就是从磁盘(数据文件)里读取数据。 至于缓存命中率，就是取出数据的过程中逻辑读次数/ (逻辑读次数+物理读次数) 这个比率. 当然这个比率越接近1越好， 因为物理读相当费时间，机械硬盘瓶颈，除非有服务器用SSD做硬盘。当然命中率并不是数据库健康的唯一指标，因当逻辑读十分巨大时，即使物理读很大，比率也会接近1，所以也需要关心每秒物理读(tps)；可在linux下使用iostat命令来查看当前磁盘的每秒物理读。7. 在缓存中修改数据server process拿出数据放入缓存中，接下来就对数据进行修改。因修改数据会产生大量缓冲数据，所以这个动作在Database buffer cache里完成。
8. 修改数据会产生重做日志上面提到，日志可用来记录数据库的数据变化，对数据改动产生一定量的日志数据。这些日志是不是直接就写到日志文件中？写日志文件也是物理读，所以SGA就有个Redo log buffer，就是日志缓存，专门实时存放产生的日志数据。
9. 最终Server Process把返回数据或信息通过session传回给用客户端Server Process 做完读取和修改数据的动作后，就会将结果返给用户了。
10. 将数据缓存和日志缓存写入磁盘 截止目前， 整个sql语句执行流程已经完成。问：Server process修改的数据和产生的日志还在SGA里面，还需要被被写入磁盘否?
答案：肯定需要， 但是这些动作已经不是sql执行流程之内，且这些动作也不是server process负责，分别由DBWR 和 LGWR 这个两个进程负责。
如图:
DBWR: Database writer，后台进程之一，负责将Database buffer cache里被修改的数据写入数据文件LGWR: Log writer，后台进程之一，负责将Redo log buffer里的日志数据写入到日志文件
11. 为什么Oracle要将server process 和后台进程分开?
如上图，为什么写入数据文件和日志文件要交给后台进程去完成？根据上述流程，服务器与用户打交道只有1个进程：Server Process， server Process的速度直接影响了用户的响应感受，无论后台进程多么繁忙，只要server process响应迅捷，用户觉得数据库很快。相反，后台进程空闲，服务器CPU很空闲，但server process反应慢，用户就觉得数据库很慢。
故，尽量精简server process动作和提升其响应速度； 后台进程DBWR 和 LGWR负责数据和日志的落盘。
12. 顺便介绍其余3大系统进程CKPT，SMON，PMONOracle有SGA6大池 3大数据库文件， 5大系统进程。其中DBWR 和 LGWR上面已经介绍过了。
其他3大进程介绍：
CKPT : Checkpoint 检查点进程，负责更新控制文件和数据文件的头部信息， 控件文件在这篇blog开头就已经介绍过，至于数据文件的头部信息是指当前数据块的状态信息
SMON : system monitor 系统监视器，负责监视维护SGA和后台进程，例如合并SGA里面的碎片
PMON : process monitor 进程监视器，主要指服务器进程，如一个用户突然断开连接，但该server process还在服务器端，Pmon会隔一段时间把该进程清理掉并且释放PGA。
【视频参考】
http://www. jiagulun. com/thread-2674-1-1. html
转文至此。
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