1. Oracle整體架構

Oracle整體架構包含Oracle數據庫正常運行的必需組件等。主要有實例（Instance），數據庫（Database）

1.1 實例（Instance）

數據庫實例是由服務器上的一組內存結構以及進程組成。用來支撐、完成數據庫的正常運行以及操作。

實例是可以獨立于數據庫存在的。其中實例包含了以下組件：

1.1.1 內存

即服務器OS為當前Instance分配的內存區域。主要用來完成數據庫內存的移動和操作。內存主要分為SGA(System Global Area) , PGA(Program or Process Global Area).

SGA是實例范圍內共享的，包含共享池，數據緩沖，Redo緩沖等。共享池包含庫緩沖和字典緩沖等。

PGA為各個會話私有。

1.1.2 后臺進程（Background Process）

實例創建和維護的一組后臺進程，其作用是完成數據中的統一管理和監控任務。進程是共享的，不屬于某個或某些會話

1.1.3 服務進程（Server Process）

實例為數據庫會話創建或分配，完成會話任務的Serve端服務進程。其中在專用服務器模式和共享服務器模式下又有不同。

• 專用服務器模式: 該模式下，用戶和數據庫服務器建立會話，Instance會為本次會話創建一個服務進程，用以完成此會話任務。
• 共享服務器模式下，Instance會維護一組服務進程，Instance調度進程會將會話放入共享任務的隊列中。該模式下所有的會話是共享一組服務進程的，也是一種池化思想。

1.2 數據庫（DataBase）

數據庫是由服務器上的一組磁盤文件組成，存儲著數據庫相關的管理信息和用戶數據，保證數據庫的正常運轉和用戶數據的不丟失。數據庫及其文件可以獨立于Instance存在。

數據庫中包含了許多類型的文件，主要有參數文件（Parameter File）、控制文件（Control File）、數據文件（Data File）、回滾文件（Undo File）、臨時文件（Temp File）、重做日志文件（Redo Log File）、歸檔日志文件（Archive Log File）、警告日志文件（Alert Log File）、跟蹤文件（Trace File）等

下面是一個比較完整的Oracle架構圖

2. Oracle內存架構

內存架構主要是說Oracle實例內存管理和使用相關的邏輯設計與實現等。這里我們概略地說一下SGA和PGA，讓大家有一個粗略的概念。

2.1 SGA（System Global Area）系統全局區

數據庫實例啟動時創建的一個共享內存區域。主要由共享池、數據緩沖、重做日志緩沖等諸多區域組成。

共享池是數據庫實例中最重要、最復雜的共享內存區域，里面存儲著數據庫最重要的結構和信息。

數據緩沖做為用戶數據的緩存區，在系統共享內存中暫存數據庫的數據塊，其實這塊的設計是為了提高數據庫的讀寫性能。

重做日志緩沖作為日志數據的緩沖區，在系統共享內存中暫存數據庫重做日志數據，可提高日志數據的讀寫性能。

2.2 PGA (Program Global Area) 程序全局區

服務進程存儲數據以及控制信息，以及完成相關任務的內存區域。相對于其他區域來說，該區域為私有區域。程序全局區域分為包含Stack Space、HashArea、UGA等。

• 共享服務器模式下，多個客戶端用戶共享服務進程，UGA被挪到了Large pool，PGA中只有stack space、hash area、bitmap merge area等。
• 專用服務器模式下，PGA包括 SQL工作區，Session memory，Private SQL Area 等

會話區（User Global Area UGA），為會話分配的內存區域，用于存儲各種會話變量，例如會話登錄信息以及會話需要的其他各種信息等。

SQL 工作區是為服務進程進行各種內存操作分配的PGA私有內存。比如Sort Area（排序區）用于數據排序功能（ORDER BY , GROUP BY 等）

3. Oracle存儲架構

Oracle數據庫最終還是使用磁盤作為存儲媒介，針對Oracle數據庫的存儲組織、分配、管理等，我們介紹一下（塊）block、（區間）extent、（段）segment、（表空間）tableSpace.

下圖為個存儲單元的關系示意圖。

3.1 Block

Block是Oracle數據庫讀寫的最小單元，Block size是系統層面塊大小整數倍。2KB、4KB.....

block 示意圖

• Header中包含塊的一些通用信息，block的地址，segment類型等
• Table dictionary 記錄了這個塊里面含有那些rows
• Row dictionary 包含了rows（數據行）的一些信息

3.2 Extent（區間）

區間是關于存儲空間的一個邏輯單位，由多個連續的塊組成，也是Oracle存儲空間分配的最小單元，若某個數據庫對象需要存儲空間時，Oracle至少要為其分配一個區間。

• 區間在段（Segment）被創建或段空間擴展時被分配。
• 當段被清除（drop）時，區間所占用的存儲空間會被釋放，會被系統中其他對象所使用

3.3 Segment（段）

段是由一組區間組成，包含了表空間內特定邏輯存儲結構的所有數據。針對每個表，Oracle分配一個或者多個區間形成該表的數據段（data segment），對于每一個索引，Oracle分配一個或者給多個區間組成索引段（index segment）.

• 非分區表和非分區索引分別對應一個段，分區表和分區索引的每個分區或子分區對應一個段。
• 段是存儲數據庫對象數據的實體，是存放數據的真正邏輯結構和單元。
• 段可分為數據段（Data segment）、索引段（Index segment）、臨時段（Temporary segment）、回滾段（Rollback segment）等。

3.4 TableSpace（表空間）

Oracle數據庫中最大的存儲空間相關的邏輯概念和容器，存儲系統和用戶數據的段都是在表空間中分配的。表空間是共享資源，不同用戶或段可以存儲在同一個表空間，也可以存儲在不同的表空間中。

• Oracle將數據邏輯存儲在表空間中，物理存儲則在與表空間對應關聯的數據文件中。
• Oracle數據庫有一個或者多個表空間的邏輯存儲單元組成，這些表空間共同存儲所有的數據。
• Oracle中的每一個表空間有一個或者多個數據文件（data file）組成，這些數據文件與運行Oracle的系統的屋里存儲結構相匹配。
• 表空間分為數據表空間（Data Tablespace）、臨時表空間（Temporary Tablespace）、回滾表空間（Undo Tablespace）。