Oracle进程

Oracle 进程结构
Oracle 的进程分为用户进程、服务器进程和后台进程。
用户进程是在客户机内存上运行的程序，在用户请求连接 Oracle 数据库时建立。用户
进程不能直接同 Oracle 服务器交互，而是把操作请求提交给服务进程。服务进程是在用户同 Oracle 数据库建立会话之后自动在服务器端创建的进程。服务进程直接同 Oracle 服务器交互，执行用户请求并返回结果。服务进程有专有和共享之分。
后台进程属于 Oracle 实例的一部分，Oracle 的后台进程的作用是对数据进行操作，并维护数据库系统，使其始终处于良好的状态。

 

1. 用户进程与服务器进程
   如图 3-1 所示，如果用户要提交并执行 SQL 语句，在用户的客户机上，要运行一个程
   序如 SQL*Plus 或其他应用程序，这个程序是作为用户进程（User Process）运行的。当用
   户需要连接到 Oracle 服务器时，在 Oracle 服务器上会启动一个与用户进程对应的进程来为用户进程服务，这个进程称为服务进程（Server Process）。注意，服务进程总是运行在 Oracle

   服务器上面的，

   而用户进程既可以运行在服务器上面，也可以运行在客户机上面 

   用户进程同服务进程通讯，需要建立一个连接，最简单的情况是用户进程同服务进程位
   于同一台机器，可通过内部进程通讯机制进行连接；用户也可以通过客户服务器
   （Client-Server）软件通过网络进行连接，这时需要进行相应的网络通讯配置；比较复杂的
   情况是通过三层结构，比如以浏览器作为客户端进行连接。
   如果一个客户进程对应一个服务进程，我们称该连接为专有（Dedicated）服务器连接，
   如果多个客户进程对应一个服务器进程，我们称该连接为共享（Shared）服务器连接。
   当特定的用户同 Oracle 服务器连接成功，并通过 Oracle 服务器的身份验证，这时用户和 Oracle 服务器之间建立了一个会话（Session），同一个用户可以并发的同 Oracle 数据库建立多个会话。当用户退出或异常断开时，会话就结束了。

    1后台进程结构
   为了实现为多用户提供服务且保证系统性能，在一个多进程 Oracle 系统（multiprocess
   Oracle system）中，存在多个被称为后台进程（background process）的 Oracle 进程。
   一个 Oracle 实例中可以包含多种后台进程，这些进程不一定全部出现在实例中。系统
   中运行的后台进程数量众多，用户可以通过 V$BGPROCESS 视图查询关于后台进程的信
   息。这里给大家简单介绍一些经常用到的数据库后台进程：
   ● 系统监控进程（SMON），主要任务是实例启动时执行恢复性工作，对有故障数据
   库实例进行恢复。
   ● 进程监控进程（PMON），主要任务用于恢复失败的用户进程。
   ● 数据库写入进程（DBWn），将修改后的数据块内容写回数据文件。
   ● 日志写入进程（LGWR），将内存中的日志内容写入日志文件。
   ● 检查点进程（CKPT），启动检查点，用于减少数据库实例恢复所需要的时间。
   ● 归档进程（ARCn），当数据库服务器以归档方式运行时调用该进程完成日志归档。
   ● 恢复进程（RECO），用于分布式数据库中的失败处理。
   ● 锁进程（LCKn），在并行服务器模式下确保数据的一致性。
   ● 调度进程（Dnnn），负责把用户进程分配到可用的服务进程进行处理。 

    2 查看后台进程
SQL> SELECT name FROM v$bgprocess WHERE paddr!='00';
     或者
[[email protected] ~ ]$ ps -ef | grep ora_ 

1. LGWR 日志写入进程（Log Writer）
   LGWR 日志写入进程负责将重做日志缓冲区的日志条目写入磁盘上的联机日志文件。
   当运行 DML 或 DDL 语句时，服务器进程首先要将事务的变化记载到重做日志缓冲区，然后才会写入数据高速缓冲区，（这里相当于写重做日志的优先级高于写数据文件）并且重做日志缓冲区的内容将会被写入联机重做日志文件，以避免系统出现意外带来的数据损失（如果操作系统断电，内存中的重做日志缓冲区的内容会丢失，而存在磁盘上的联机日志文件则不会丢失），这项任务由 LGWR 来完成。重做日志缓冲区是一个循环结构，LGWR 将重做日志缓冲区中的重做记录写入联机重做日志文件后，相应的缓冲区内容将被清空，保证 Oracle 有空闲的重做日志缓冲区可以写入。
   在出现以下情况时 LGWR 会开始工作：
   ● 在 DWBR 进程将脏缓冲区写入数据文件之前。 

   //预写协议
   ● 在重做日志记录达到缓冲区的三分之一。
   ● 日志缓冲区记录的日志多于 1M。
   ● 每隔 3 秒钟。
   //重做日志缓冲区是循环使用的，要腾出足够的空间给新的记录使用
   ● 提交事务（执行 Commit）。 

   Oracle 总是先记载数据变化到重做日志缓冲区，然后才修改数据高速缓存。与之类似，
   在后台进程 DBWn 将脏缓冲区写入到数据文件之前，首先要由后台进程 LGWR 将重做日志缓冲区写入到重做日志中。与数据高速缓存相比，重做日志缓冲区相对要小得多，但写入频率高的多，Oracle 必须要确保重做日志缓冲区总有足够的空间容纳新事务，因此每隔 3 秒钟或重做日志缓冲区已有三分之一填满时 LGWR 会自动工作。
   另外，Oracle 采用了快速提交机制，当执行 COMMIT 操作时，并不是将“脏缓冲区”数据写入到数据文件中，而是将重做日志缓冲区的内容写入到重做日志文件中，以确保数据库完整性。此时即使系统出现意外情况（如掉电、系统崩溃等），因为被提交事务已经记载到了存放在磁盘上的联机重做日志文件中，将来在重新启动数据库时系统会自动进行实例恢复，并将事务所修改数据写入到数据文件中，从而避免了数据丢失。 

2. DBWn 数据库写入进程（Database Writer）
   数据库写入进程负责将数据库高速缓冲区（脏缓冲区）的内容写入到数据文件。
   尽管有一个数据库写进程（ DBW0 ）适用于大多数系统，但数据库管理员可以配置额外的进程（DBW0-DBW9，最多 10 个进程），以提高写入性能，通过设置初始化参数DB_WRITER_PROCESSES 来完成。如果你的系统修改数据严重，这些额外的 DBWn 进程在单处理器系统不是非常有用。当数据库高速缓冲区的块被修改，它被标记为脏缓冲区并添加到以 SCN（SystemChange Number，系统更改号，这里可以看做“时间”）为顺序的 LRUW（LRUWriter）列表。同时，这个顺序与重做日志缓冲区的顺序一致。
   在出现以下情况时 DBWn 进程会开始工作：
   ● 系统发出检查点指令。
   //同步数据，详见检查点进程（CKPT）。
   ● 脏缓冲区个数达到指定阀值。
   ● 服务进程搜索一定数目的数据块后，不能找到*缓冲区。
   ● 数据写入计时时间到。
   //客户端执行 SELECT\INSERT\UPDATE\DELETE 语句时，都需要访问数据库高
   速缓冲区。如果是第一次访问，必须要将数据由数据文件读取到数据库高速缓冲区，所
   以 Oracle 必须要确保数据高速缓存总是存在足够的“*缓冲区”以容纳新数据。
   当 DBWn 进程将脏缓冲区的数据块写入到数据文件后，Oracle 将把“脏缓冲区”
   标记为“*缓冲区”。
   因此，为了保证有足够“*缓冲区”来存放新的数据块，需要 DBWn 进程工作。
   ● 表空间脱机或进入只读状态。
   ● 执行删除或截断表操作。
   ● 执行 ALTER TABLESPACE … BEGIN BACKUP 命令
   //需要同步数据，原理同检查点。 

3. CKPT 检查点进程（Checkpoint）
   CKPT 检查点进程的作用是执行一个“检查点”，同步数据库的所有数据文件、控制文件和重做日志文件。当执行检查点时，系统促使 DBWn 将数据缓冲区中数据的变化写入数据文件，同时完成对数据文件和控制文件的更新，记录下当前数据库的结构和状态。在执行一个检查点之后，数据库处于一个完整状态。在数据库发生崩溃后，可以将数据库恢复到上一个检查点。
   Oracle 数据库在执行涉及数据变化的语句时，会针对任何修改生成一个顺序递增 SCN（System Change Number）值，并且会将 SCN 值连同事务的变化一起记载到重做日志缓冲区。在数据文件、控制文件头部以及重做日志文件中都记载有该值。Oracle 通过比较各种文件的 SCN 值，确定文件是否损坏、系统是否异常，最终确定系统是需要进行实例恢复还是介质恢复。在发出检查点时，数据文件、控制文件和重做日志的 SCN 值完全一致。
   进程 CKPT 在以下情况下会开始工作：
   ● 发生日志切换。
   ● 关闭实例(SHUTDOWN ABORT 除外)。
   ● 手工执行检查点操作。
   ● 由初始化参数 LOG_CHECKPOINT_INTERVAL 和
   LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT 强制发出。
   假设现在有一张员工工资表，员工号 7899 的员工张三工资为 8000，由于工作表现良好，
   现在为其加薪到 10000。
   1> 此时，第一次读取，需要将数据从数据文件读入数据库高速缓冲区。

    

   

   2>数据读入数据库高速缓冲区后，我们修改数据的条目先记录入重做日志缓冲区：

3>接着新数据被写入数据库高速缓冲区 

  4>提交，LGWR 进程将条目从重做日志缓冲区写入联机重做日志文件 

5>执行检查点 CKPT，同步数据库

发现联机日志文件为最新，同步更新数据文件、控制文件，触发了 DBWn 进程。

1. SMON 系统监控进程（System Monitor）
   SMON 系统监控进程主要作用是强制对数据库进行恢复操作。在实例启动时，如果上
   一次数据库是非正常关闭，并且重做日志文件和控制文件的 SCN 值是不同的，Oracle 将自动在重新打开数据库之前，通过执行重做日志文件的记录，来同步所有数据文件、控制文件和重做日志文件，确保所有数据库文件的一致性，然后才打开数据库。
   如果检查点进程一例中，第四步完成后发生系统掉电、崩溃，那么数据会不会丢失呢？
   当然不会。我们知道，系统掉电，导致内存中的数据（数据库高速缓冲区）的数据丢失。那么自然上例中的第五步无法完成（无法从数据库高速缓冲区写入数据文件），但是由于此时已写入联机日志文件。因此，此时数据将从联机日志文件中更新，而更新的数据量是多少，自然就是由 SCN 决定。这一过程我们成为“实例恢复”。该过程不需要数据库管理员手工干预，由 SMON 进程自动完成。
   该进程还负责在启动实例时清理临时段和合并区（Extent）碎片等工作。所以 SMON
   进程的工作归纳如下：
   ● 进行实例恢复
   ● 合并数据文件的*空间
   ● 释放数据文件的临时段 

   6．PMON 进程监控进程（Process Monitor）
   PMON 进程监控进程负责对失败的用户进程或服务进程进行恢复。当用户进程连接到
   Oracle 服务器时，Oracle 将在服务器端分配相应的服务进程。这时由 PMON 进程来监视用户进程的执行情况。当由于种种原因，用户对 Oracle 数据库的连接，发生崩溃、挂起或异常终止现象时，该进程负责清除服务进程所占用的资源，回滚没有完成的事务。
   当 PMON 检测到用户进程失败时，进行的工作归纳如下：
   ● 回滚当前用户的事务
   ● 释放当前用户加的表或行级锁
   ● 释放用户的其他资源
   ● 重新启动死掉的调度进程
   假定我们在客户端运行 SQL*Plus 并通过网络访问 Oracle 服务器，那么 Oracle 将在服务器端分配相应的服务进程。假如用户异常终止 SQL*Plus，或出现网络断开或客户端死机的情况，PMON 就必须检测到这种情况，并释放掉服务进程所占用的资源。
   7．ARCn 归档进程（Archive）
   ARCn 归档进程完成日志的归档备份，是一个可选后台进程。当数据库运行于归档日志模式（ARCHIVELOG）下时，负责将已写满的重做日志文件复制到归档日志目标文件中，这样可以保留所有的重做记录。有了归档日志和数据库早期的物理备份，即使发生磁盘数据丢失，也可以通过原来的数据文件和归档日志进行恢复。
   日志文件是循环使用的，当一个日志写满后，自动切换到另一个日志文件。ARCn 进程在重做日志文件进行切换时开始工作，将写满的重做日志文件写入归档日志文件。根据归档
   任务量的大小，通过设置初始化参数，可以同时启动多个 ARCn 进程。Oracle 服务器默认的是非归档模式，通过修改初始化参数文件中的参数可以改变归档模式。生产数据库通常都会设置为归档模式。
   8．RECO 恢复进程（Recover）
   RECO 恢复进程负责在分布式数据库（Distributed Database）环境下,自动恢复失败的分布式事务。当某个分布式事务由于网络连接故障或者其他原因失败时，RECO 进程将会尝试与该事物相关的所有数据库进行联系，已完成对失败事物的处理工作。
   9．Dnnnn 调度进程
   Dnnnn 调度进程是多线程服务器体系结构的一部分，调度进程接受用户进程的请求，
   将他们放入到请求队列中，然后为请求队列中的用户进程分配一个服务进程。