第二部分　Oracle DBA

第4章　Oracle体系结构

作为一个关系数据库产品，Oracle目前占据了关系数据库市场的最大份额。与同类产品比较，Oracle提供了一套完整的机制，保证用户快速、安全地访问数据库，同时保证数据库安全、稳定地运行。在用户眼中，Oracle具有性能稳定、运行高效等优点。

Oracle的优点是显而易见的，然而它的体系结构却是非常复杂的。作为一名数据库管理员，为了使数据库安全高效、安全地运行，并在数据库出现故障时能够快速进行恢复，了解Oracle的体系结构是非常必要的。

数据库中的数据是以文件的形式存储在磁盘上的，人们平常所说的数据库就是指这些存储数据库的数据文件，它是一个静态的概念。然而对数据库的访问则是一个动态的过程，必须通过数据库服务器来进行。数据库服务器不仅包括数据文件，还包括一组用来访问数据文件的内存结构和后台进程，这些内存结构和后台进程叫做实例。

实例是Oracle体系结构中最重要的概念。除此之外，读者还应该了解数据在逻辑上和物理上的组织形式。本章主要包括以下内容：

·实例：介绍实例中内存结构和后台进程。

·物理结构：介绍数据文件、控制文件和参数文件等。

·逻辑结构：介绍表空间、区、段、块等存储结构。

图4.1为Oracle数据库服务器的体系结构。

图　4.1　Oracle的体系结构

4.1　实例的体系结构

当用户希望访问数据库时，需要在操作系统中运行相关的应用程序，如SQL*Plus，启动用户进程。用户进程通过实例访问数据库。实例和数据库组成了数据库服务器，一个数据库服务器中至少有一个实例。在单机环境中，实例和数据库是一一对应的，一个实例只能和一个数据库建立关联关系，一个数据库也只能被一个实例加载。在RAC环境中，一个数据库可以对应多个实例，用户进程可以通过任何一个实例访问数据库。

4.1.1　实例的概念

实例（Instance）是一组内存结构和后台进程的集合。当用户访问数据库时，在数据库服务器端首先要启动一个实例，在内存中分配一定的存储空间，并启动一些后台进程。内存空间的作用是存储与用户访问有关的重要数据，后台进程的功能是监视系统的运行状态，并负责在实例和数据库之间交换数据。在支持线程的操作系统中，这些后台进程以线程的方式运行。

用户访问数据库的操作是通过实例来完成的。实例通过后台进程与数据库中的文件进行交互，将用户修改过的或新增加的数据写入文件，而用户对数据的所有访问都是在实例的内存结构中进行的。引入实例的好处是显而易见的：数据位于内存中，用户读写内存的速度要比直接读写磁盘快得多，而且内存中的数据可以在多个用户之间共享，从而提高了数据访问的并发性。

单机版的数据库（如FoxPro）没有实例的概念，用户对数据的访问是通过直接访问数据文件来完成的，这样在性能上大大低于Oracle。而且因为数据无法在多个用户之间共享，多个用户只能以串行的方式访问数据。可想而知，在一个大型的应用系统中，如果同时有成千上万个用户同时访问数据库时，采用性能低下的数据库是件非常可怕的事情。由此可见，Oracle的实例对于数据库的性能是多么的重要。