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Oracle数据库体系结构（一）：存储结构

目录

  • 为什么要学习体系结构？
  • 体系结构的定义
  • Oracle 物理结构
  • Oracle 逻辑结构
  • 总结

为什么要学习体系结构？

之前的文章有讲解到 MySQL 、MongoDB 数据库，这些数据库我们安装好了就能拿来用，比如直接可以做一些：增、删、改、查 等操作。但是 Oracle 的体系错综复杂，如果不了解当中的结构，那么在生产环境中出现一些问题，都不知道是哪个环节有问题，所以需要了解Oracle的结构，这样会更加利于了解它，认识它，如果有问题就会及时知道问题是出现在那一块，就可以及时解决它！

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  • > Oracle 安装点击：Oracle 12C 安装 与 启动
  • > MySQL 数据库：MySQL 高可用部署
  • > MongoDB 分片：MongoDB 分片原理 与 部署

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

体系结构的定义

它的定义就是数据库的组成、工作过程与原理，以及数据在数据库中的组织与管理机制。

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

  • Oracle服务器提供开放、全面和综合的信息管理，它由Oracle实例与Oracle数据库组成。
  • Oracle实例：是后台进程和内存结构的集合
  • Oracle数据库：数据库是数据的一个集合，该集合可以被视为一个逻辑单元。

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

Oracle实例：

  • > Oracle实例作用 --1·分配内存，也就是系统全局区(SGA)
  • > Oracle实例作用 --2·启动后台进程

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

Oracle数据库：

  • Oracle数据库：由操作系统文件组成，这些文件为数据库信息提供实际物理存储区。
  • Oracle数据库：包括逻辑结构和物理结构。

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

Oracle 物理结构

  • Oracle 的存储结构分为：物理结构和逻辑结构！这两种结构相互独立又相互联系。意思是，逻辑结构还是得建立在物理结构之上，相辅相成！
  • Oracle数据库逻辑上由一个或多个表空间组成，每个表空间在物理上由一个或多个数据文件组成，而每个数据文件是有数据块构成的。所以，逻辑上数据存放在表空间中，而物理上存储在表空间所对应的数据文件中。

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

物理结构主要包含以下几部分：
主要文件：

  • 数据文件
  • 重做日志文件
  • 控制文件

其他文件：

  • 参数文件
  • 归档日志文件
  • .......等
  • 数据文件：主要用来存放数据
  • 重做日志文件：存放对数据的改变。至少两组，Oracle以循环方式来使用它们
  • 控制文件：存放数据库的基本信息，告诉数据库到×××到数据文件和重做日志文件等。对数据库的成功启动和正常运行是很重要的。
  • 参数文件：启动实例时需要读取参数文件，找到相关得配置好启动实例！
  • 归档日志文件：可以保留所有重做历史记录,当数据库出现介质失败时,使用数据文件备份,归档日志和重做日志可以完全恢复数据库。（没办法就是这么强大 0.0）

Oracle 逻辑结构

Oracle 在逻辑上将保存的数据划分为一个个小单元来进行存储和维护，更高一级的逻辑存储结构都是由这些基本的小单元组成的。

逻辑结构的类型（大--->小）：

表空间(tablespace)----> 段(segment) ----> 区(extent) ----> 块(block)

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

1·表空间：

  • 最高级的逻辑存储结构，数据库是由多个表空间组成的。在创建数据库的时候会创建一些默认的表空间，列如 SYSTEM、SYSAUX 等默认表空间。
  • 通过使用表空间，Oracle将所有相关的逻辑结构和对象组合在一起。

2·段：

  • 段是构成表空间的逻辑存储结构，段是由一组区组成，这些区可以是连续的，也可是不连续的。
  • 当用户在数据库中创建各种具有实际存储结构的对象时（保存有数据的对象），比如表、索引等，Oracle将为这些对象创建“段”。 一般一个对象只拥有一个段。
  • 不同类型的数据库对象拥有不同类型的段。

3·区：

  • 区为段分配空间，它由连续的数据块组成，它是oracle在进行存储空间的分配和回收的最小单位。
  • 区不能跨数据文件存在，只能存在一个数据段中。
  • 当段中的所有空间使用完时，系统将会为该段重新分配一个区。
  • Oracle为对象创建 ‘段’时，并为数据段分配一个‘初始区’。后续区的分配方式，则根据表的空间管理办法不同，而采用不同的分配方式。

4·块：

  • 是最小的逻辑存储结构，Oracle在进行输出输入时都是以块为单位进行。
  • 块的大小是在创建数据库的时候决定的，之后不能修改。当然,oracle同时也支持不同的表空间拥有不同的数据块尺寸。

Oracle 数据库 体系结构（一）：存储结构

常见表空间：

  • 数据表空间：用于存储用户数据的普通表空间。
  • 系统表空间：默认的表空间，用于保存数据字典（一组保存数据库自身信息的内部系统表和视图，及用于Oracle内部使用的其他一些对象），保存所有的PL/SQL程序的源代码和解析代码，包括存储过程和函数、包、数据库触发器等，保存数据库对象（表、视图、序列）的定义。
  • 回滚表空间：用于存放回滚段,每个实例最多只能使用一个撤销表空间
  • 临时表空间：存储SQL执行过程中产生的临时数据

不同类型的段：

  • 数据段：保存表中的记录
  • 索引段：索引中的索引条目
  • 临时段：在执行查询等操作时，Oracle可能会需要使用到一些临时存储空间，用于临时保存解析过的查询语句以及在排序过程中产生的临时数据。
  • 回滚段：保存回滚数据。

回收未使用的区：
SQL>alter table table_name deallocate unused;

块头部信息区：

  • 块头：包含块的一般属性信息 如块的物理地址、块所属的段的类型
  • 表目录：如果块中存储的数据是表数据， 则在表目录中保存块中所包含的表的相关信息
  • 行目录：行记录的相关信息 如ROWID
  • 块的存储区：主要包含空闲空间和已经使用的空间。Oracle主要是通过下面的两个参数对这部分空间进行管理的
  • PCTFREE参数：指定块中必须保留的最小空闲空间比例。当块中的空闲存储空间减少到PCTFREE所设置的比例后，Oracle将块标记为不可用状态，新的数据行将不能被加入到这个块。
  • PCTUSED参数：制定一个百分比，当块中已经使用的存储空间降低到这个百分比只下时，这个块才被重新标记为可用状态。
  • 请注意：以上两个参数既可以在表空间级别进行设置，也可以在段级别进行设置。段级别的设置优先级更高。

总结：

  • Oracle体系结构主要分为：实例和数据库。
  • 实例：由系统全局区(SGA)与后台进程组成。
  • 数据库：分为物理结构与逻辑结构。
  • 物理结构：主要文件与其他文件组成。
  • 主要文件包括：数据文件、控制文件、重做日志文件。
  • 其他文件包括：参数文件、归档日志文件
  • 逻辑结构的类型(大--->小):表空间(tablespace)----> 段(segment) ----> 区(extent) ----> 块(block)

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