《深入解析Oracle》学习笔记（6）---Oracle体系结构之存储结构

[声明：本文是学习著名ORACLE DBA盖国强先生的大作《深入解析ORACLE－－DBA 入门 进阶与诊断案例》的学习笔记与心得体会。在此声明，文中摘录了书中部分内容，非是出于抄袭目的，而是有感于盖国强先生所写确实经典。在此声明对原作者的尊重与敬佩。]

第五章（前） Oracle存储结构

Oracle数据库存储结构分为逻辑存储结构和物理存储结构。
一：物理存储结构
描述Oracle数据库的外部存储结构，即在操作系统中如何组织、管理数据。物理存储结构是和操作系统相关的。
现实的数据存储单元，对应于操作系统文件。
包括控制文件、数据文件、重做日志文件、其他文件。
1.控制文件（control file）：
一个大小在1--5M之间的二进制小文件，却是Oracle数据库的大脑。它对Oracle的启动和运行至关重要，它存储了Oracle的如下信息，而这些信息中的绝大部分在其他地方时无法获得的：
.数据库的名称（这个在初始化参数文件中存在，而且必须存在。事实上，之所以在Oracle中也存在这个参数，目的就是为了与初始化参数中的对应）
.数据文件/重做日志文件的名称、位置、大小、状态（联机/脱机）。
.发生磁盘故障或用户错误时，用于恢复数据库的信息（日志序列号、检查点）。
控制文件在数据库启动的装载、打开阶段都是不可或缺且不容出错的。在数据库的运行过程中，每当出现数据库检查点（checkpoint）或修改数据库结构后，Oracle本身就会修改控制文件的内容。
在Oracle 安装之后，自动创建了3个控制文件，这3个文件从诞生起就将保持绝对的一致性，起到备份的作用，尽管有这种备份机制，但每个数据库必须，而且只需要有一个控制文件。
2.数据文件（data file）：
数据文件是存储了实际数据的操作系统文件。数据文件的大小是可以改变的。
一个表空间在物理上对应于若干个数据文件，一个数据文件只能属于一个表空间。
在创建表空间时，Oracle会自动为该表空间创建第一个数据文件。当表空间中的数据文件的空间被用完后，需要为表空间增加存储空间：要么创建新的数据文件。要么调整现有数据文件存储空间的大小。
除SYSTEM表空间外，任何表空间都可以由联机状态切换为脱机状态，以进行备份。联机状态时不能备份的。
3.重做日志文件（redo file）：
内存中，Oracle更改的数据在被写入到数据文件前，会被“即时”写入到重做日志文件，一旦系统出现故障，可以利用这些文件重新恢复丢失的数据。
这样做是出于性能的考虑。
Oracle以循环方式来使用重做日志文件，至少需要2个重做日志文件，第一个被写满后，后台进程LGWR将写第二个重做日志文件，当第二个写满后，又开始写第一个。以此循环。
重做日志文件可以进行归档，前提是开启了自动归档功能，这样可以把所有的修改记录全都保存下来，得以恢复任何数据。
在Oracle 安装之后，自动创建了3个重做日志文件，这3个文件是循环使用的。
4.其他文件
.初始化参数文件：存储SGA、后台进程的配置参数、Oracle特性配置参数。
.口令文件：一个二进制文件，用户验证SYSDBA/SYSOPER权限的用户。这些用户可以启动/关闭实例、创建数据库、执行备份/恢复等。
.预警文件：记录了服务器进程、后台进程写入的错误和消息。通过查看该文件可以诊断数据库状态或故障、监视数据库变化等。MySQL中的my.cnf与此文件起着同样作用。
.后台进程跟踪文件：每个后台进程都有相应的跟踪文件。记录后台进程的警告或错误消息。
.服务器进程跟踪文件：跟踪SQL语句、诊断SQL性能。必须先激活SQL跟踪，才能使用该功能（sql_trace=TRUE）。
.归档日志文件：重做日志文件的备份。保留所有重做历史记录。开启归档模式。
.监听程序日志文件、跟踪文件：记录监听程序的启动时间、正在监听的端口、正运行在哪台机器上、建立过哪些了解等。
二：逻辑存储结构
描述Oracle数据库的内部存储结构，即从技术概念上描述在Oracle数据库中如何组织、管理数据。因此，逻辑存储结构是和操作系统无关的，由Oracle数据库定义、创建和管理。
包括：表空间、段、区、块。
1.表空间（tablespace）：
表空间是最大的逻辑单位。一个数据库由多个表空间组成，一个表空间可以包含多个数据文件，一个数据文件只能属于一个表空间。任何数据库对象被逻辑的存储在表空间中，
又被物理的存储在数据文件中。
Oracle数据库在创建时，自动创建的表空间包括EXAMPLE表空间、SYSAUX表空间、SYSTEM表空间、TEMP表空间、UNDOTBS1表空间、USERS表空间。
.SYSTEM表空间存放信息：表空间名称、控制文件、数据字典、数据库对象的定义、PL/SQL代码、SYSTEM撤销段。
.SYSAUX表空间：是Oracle 10g才引进的，辅助SYSTEM表空间，提高效率。
.TEMP表空间：执行大型的分类操作，存放临时数据。
被存储在SYSTEM表空间中，数据库对象的数据被存储在该对象的数据表空间中，往往是该用户的用户表空间。
2.段（segment）：
段是表、索引、簇等对象的存储空间。如表段、表分区段、索引段、索引分区段、临时段、回退段、撤销段、二进制大对象段等。
3.区（extent）：
区是由多个物理上连续的Oracle块组成的。是Oracle存储分配的最小单位。
4.块（block）：
Oracle最小的数据管理单位，数据管理中输入输出的最小单位。Oracle读取数据最小每次必须读取一个块出来。
Oracle块的大小是操作系统块的整数倍，较大的块在数据仓库中常见，这样可以使B树较浅，提高性能。
所以针对业务不同合理规划块的大小对数据库性能是很重要的。