【数据库】Oracle学习笔记整理之一：ORACLE的核心组成部分
Oracle 的核心组成部分
Oracle 数据库是一个典型的 客户端/服务器（C/S）架构系统，其运行依赖三大核心组件：
- 实例（Instance） ：内存与进程的集合，负责管理数据库操作
- 内存（SGA + PGA） + 进程（前台 + 后台）
- 数据库（Database） ：物理文件的集合，用于持久化存储数据
- 数据文件 + 控制文件 + 重做日志等物理文件
- 客户端（Client） ：发起连接和请求的应用或用户
- 任何通过 Oracle Net 连接数据库的应用或工具
“实例管运行，数据库存数据，客户端发请求。”
一、实例结构（Instance Architecture）
Oracle 实例是数据库启动时创建的一组 内存结构 和 后台进程，它是数据库运行的核心环境。一个实例只能打开一个数据库（RAC 除外）。
1. 内存结构
✅ SGA（System Global Area，系统全局区）
SGA 是一块共享内存区域，由所有服务进程和后台进程共同使用，随实例启动而分配，关闭时释放。
| 组件 | 功能说明 |
|---|---|
| 共享池（Shared Pool） | 缓存 SQL 执行计划（Library Cache）、数据字典信息（Data Dictionary Cache），提升解析效率 |
| 数据库缓冲区缓存（Database Buffer Cache） | 缓存从数据文件读取的数据块，减少磁盘 I/O |
| 重做日志缓冲区（Redo Log Buffer） | 临时存放事务产生的重做记录，等待 LGWR 写入日志文件 |
| 大池（Large Pool）（可选） | 用于备份恢复（RMAN）、共享服务器模式等大内存操作，减轻共享池压力 |
| Java 池（Java Pool）（可选） | 存储 JVM 相关对象，支持数据库内 Java 执行 |
| 流池（Streams Pool）（已弃用） | 原用于 Oracle Streams 复制功能（12c 后逐步淘汰） |
🔹 SGA 是共享的，所有会话共享这些资源，其大小由
SGA_TARGET或SGA_MAX_SIZE控制。
✅ PGA（Program Global Area，程序全局区）
PGA 是每个服务器进程私有的内存区域，不被共享。
- 存储会话专用信息：排序区、哈希连接区、游标状态、绑定变量等。
- 每个连接的用户进程都有独立的 PGA。
- 总量由
PGA_AGGREGATE_TARGET参数控制（自动管理）。
🔹 PGA 是私有的，生命周期与会话绑定，会话结束即释放。
2. 进程结构
✅ 服务器进程（Server Process）
- 接收客户端 SQL 请求。
- 在 SGA 中查找或从数据文件加载数据块。
- 执行查询或 DML 操作，并将结果返回客户端。
- 可能使用 PGA 进行排序、哈希等操作。
📌 在专用服务器模式下，每个用户连接对应一个服务器进程。
✅ 后台进程（Background Processes）
Oracle 实例启动时自动运行的关键进程，保障数据库稳定运行。
| 进程 | 作用 |
|---|---|
| PMON（Process Monitor） | 清理异常终止的会话：回滚事务、释放锁、释放资源 |
| SMON（System Monitor） | 实例恢复（崩溃后）、清理临时段、合并空闲空间 |
| DBWn（Database Writer） | 将“脏数据块”从 Buffer Cache 写入数据文件（支持多个，如 DBW0~DBW9） |
| LGWR（Log Writer） | 将 Redo Log Buffer 写入 Online Redo Log 文件，保障事务持久性 |
| CKPT（Checkpoint Process） | 触发检查点，更新控制文件和数据文件头，标记已写入的 SCN |
| ARCn（Archiver Process） | 归档模式下，将填满的联机重做日志复制为归档日志（用于 PITR） |
| MMON / MMNL | 收集性能统计信息，写入 AWR（自动工作负载资料库），支持 ADDM 分析 |
✅ 所有后台进程协同工作，确保数据库的高可用性、一致性和性能。
二、数据库（Database）— 物理存储结构
“数据库”指的是 Oracle 实例所管理的物理文件集合，是数据持久化的载体。
| 文件类型 | 作用 | 是否必须 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 数据文件（Data Files） | 存储实际数据（表、索引、LOB 等） | ✅ 必须 | 属于某个表空间，是逻辑结构的物理实现 |
| 控制文件（Control File） | 记录数据库的物理结构： • 数据文件/日志文件位置 • SCN、DBID、日志序列号等 | ✅ 必须 | 极其关键！建议多路复用（镜像）以防丢失 |
| 重做日志文件（Redo Log Files） | 记录所有数据变更操作，用于崩溃恢复 | ✅ 必须 | 至少两组，循环写入；每组可含多个成员（镜像） |
| 归档日志文件（Archive Logs） | 已填满的重做日志的归档副本 | ❌ 可选 | 开启归档模式后生成，支持时间点恢复（PITR） |
| 参数文件（Parameter File） | 定义实例启动参数 | ✅ 必须 | 支持 SPFILE（二进制，推荐）和 PFILE（文本） |
| 密码文件（Password File） | 存储具有 SYSDBA、SYSOPER 权限用户的认证信息 | ❌ 可选 | 用于远程 DBA 登录（如 sqlplus / as sysdba） |
| 跟踪日志文件（Trace Files） | 记录诊断信息： • alert.log：系统级告警日志• 进程跟踪文件：用于故障排查 | ✅ 推荐保留 | 位于 diagnostic_dest 目录下 |
✅ 控制文件、重做日志、数据文件是数据库运行的三大核心文件，任何一者损坏都可能导致数据库无法启动或数据丢失。
三、客户端（Client）
客户端是连接 Oracle 数据库并发起请求的应用程序或用户终端。
常见连接方式：
| 方式 | 适用场景 |
|---|---|
| JDBC | Java 应用连接数据库（如 Spring、WebLogic） |
| ODBC | Windows 应用、Excel、Power BI 等通用连接 |
| OCI（Oracle Call Interface） | C/C++ 等原生开发接口 |
| SQL*Plus / SQL Developer / Toad | DBA 或开发者使用的管理工具 |
连接机制
- 客户端通过 Oracle Net Services（即监听器
listener.ora）建立连接。 - 监听器运行在数据库服务器上，监听指定端口（默认 1521）。
- 当客户端发起连接请求时，监听器验证并分配一个 服务器进程 为其服务。
✅ 本质上，Oracle 是一个典型的 C/S（客户端/服务器）架构系统：
- 客户端 提出业务请求（如“查询员工工资”）
- 服务器端（实例 + 数据库） 负责解析、执行、返回结果
- 两者通过 Oracle Net 协议通信，实现解耦与高效协作