浅析 Oracle 体系结构

Oracle 数据库在设计上采用了典型的客户机/服务器 (C/S) 模式，逻辑上分为三层：客户端、数据库服务层和数据库存储层。具体讲解如下：

客户端

客户端即连接到服务器的终端设备，它提供操作 Oracle 数据库的可视化界面，包括 SQL*Plus 命令行界面、Oracle SQL 开发工具、Oracle Forms、PL/SQL Developer 等。客户端与数据库服务层通过网络进行通信，采用标准的 SQL 语言进行通信。

数据库服务层

数据库服务层即 Oracle 数据库实例，它由多个进程组成。其中，最重要的是：

后台进程

后台进程包括了一系列的服务进程，这些服务进程为数据库实例提供了高效稳定的服务，例如：

• DBWn 进程：定期将内存中的数据块写入到磁盘中，保证数据的持久性；
• LGWR 进程：将日志信息写入到磁盘中，保证数据的可恢复性；
• PMON 进程：负责检测数据库实例的内部错误，自动回收存储资源等；
• SMON 进程：负责数据库实例的管理和维护。

除此之外，还有多个与数据库实例管理相关的服务进程，例如数据复制、备份和恢复等。

SGA

SGA (System Global Area) 是 Oracle 数据库实例的内存结构，相当于数据库实例的内存缓存。SGA 中的数据是 Oracle 实例共享的，包括：

• 数据库缓存区 (Database Buffer Cache)：缓存磁盘中的数据块到内存中，提高查询效率；
• 共享池 (Shared Pool)：包括执行计划缓存、共享 SQL 区等，用来提高 SQL 语句的执行效率；
• 重做日志缓冲区 (Redo Log Buffer)：缓存重做日志，保证数据的可恢复性；
• 以及其它内部数据结构。

数据库存储层

数据库存储层即数据文件，存储了 Oracle 数据库包括表、索引、视图、存储过程等所有对象的数据。

Oracle 数据库采用了分层存储结构，将数据文件划分为多个数据块 (Data Blocks)，并将数据块组织成段 (Extent)，段又组织成表空间 (TableSpace)，表空间又组织成数据库 (Database)。其中，每个对象都分别存储在相应的表空间中。

示例说明

示例一

在 Oracle 中创建一个表：

CREATE TABLE users (
    id INT PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(64) NOT NULL,
    age INT
);

在创建表的过程中，Oracle 会为该表创建对应的表空间，以及在表空间中创建对应的数据文件，用于存储该表的数据和索引。

示例二

查询表 users 中的数据：

SELECT * FROM users;

在执行查询语句的过程中，Oracle 拥有非常高效的缓存机制，会将需要查询的数据块缓存到 SGA 中的数据库缓存区，从而避免了多次查询数据文件的开销，提升了查询效率。