一、先谈谈数据库和实例：
实例是个动态概念，它由一系列进程和内存区域组成；而数据库是个静态概念，主要指的是构成数据库的一系列文件。一般情况下实例与数据库是一对一的，但是在多实例数据库环境下，一个数据库可以对应多个实例。
实例 instance =进程 + 进程所使用的内存(SGA)
数据库 database=物理操作系统文件或磁盘（disk）的集合（redo文件+control文件+data文件+临时文件）
数据库实例也称作服务器, 是用来访问数据库文件集的存储结构及后台进程的集合.
1、一个数据库可以被多个实例访问(称为真正的应用群集选项).
2、一个实例在其生存期内只能装载(alter database mount)和打开(alter database open)一个数据库
3、Oracle的实例在启动以后，只能load一次数据库，如果想把数据库与Instance断开，然后再重新挂在一个数据库Instance，那么就需要你首先把数据库Instance进程结束，然后重新建立这个instance的一个进程，再load另外一个数据库。否则肯定要抛除ORA-16169错误，说数据库已经被打开。因为一个数据库Instance在其生存期中最多只能load和打开一个instance。.
4、另外实例可以在没有数据文件的情况下单独启动 startup nomount , 通常没什么意义。
二、数据库的逻辑和物理结构
数据库（实例）——X表空间——X段——X扩展（区）——X数据块--（OS Block）
对应的数据字典：
v$database--dba_tablespaces（user_tablespaces）-- dba_segments（user_segments）--dba_extents（user_Extents）--extent（或segment）表中的一个字段BLOCKS
数据库、表空间、段、扩展、数据块为逻辑结构
数据文件（dba_data_files）、操作系统块为物理结构
数据文件有以下类型：
1.数据文件（Data File）
数据文件用来存储数据库中的全部数据，例如数据库表中的数据和索引数据.通常以为*.dbf格式，例如:userCIMS.dbf 。
2.日志文件（Redo Log File）
日志文件用于记录数据库所做的全部变更（如增加、删除、修改）、以便在系统发生故障时，用它对数据库进行恢复。名字通常为Log*.dbf格式，如：Log1CIMS.dbf,Log2CIMS.dbf 。
3.控制文件（Control File）
每个Oracle数据库都有相应的控制文件，它们是较小的二进制文件，用于记录数据库的物理结构，如：数据库名、数据库的数据文件和日志文件的名字和位置等信息。用于打开、存取数据库。名字通常为Ctrl*ctl 格式，如Ctrl1CIMS.ctl。
4.配置文件
配置文件记录Oracle数据库运行时的一些重要参数，如：数据块的大小，内存结构的配置等。名字通常为init*.ora 格式，如：tnsname.ora 。
段（segment）是一种在数据库中消耗物理存储空间的任何实体，在12c中段的类型由:表（table），索引（Index）， 回滚（Rollback），分区等12种组成，下面的sql可查看所有段的类型。
SQL> select distinct segment_type from dba_segments;
SEGMENT_TYPE
------------------------------------------------------
LOBINDEX
INDEX PARTITION
TABLE SUBPARTITION
ROLLBACK
TABLE PARTITION
NESTED TABLE
LOB PARTITION
LOBSEGMENT
INDEX
TABLE
TYPE2 UNDO
SEGMENT_TYPE
------------------------------------------------------
CLUSTER
已选择12行。表和段的关系：表是段的一种（一个表可对应一个或多个段），但段不一定是表。表是逻辑对象；段是物理存储对象
通过下面的sql语句可以查看某个表空间的段、区、块的分布情况。
SQL> set pagesize 100;
SQL> col SEGMENT_NAME format a20
SQL> select SEGMENT_NAME, extent_id,block_id,blocks,bytes from dba_extents where tablespace_name='USERS';
SEGMENT_NAME EXTENT_ID BLOCK_ID BLOCKS BYTES
-------------------- ---------- ---------- ---------- ----------
OJDS$PERM_INDEX 0 168 8 65536
OJDS$NODE_INDEX 0 136 8 65536
SYS_C005161 0 152 8 65536
OJDS$PERMISSIONS$ 0 160 8 65536
OJDS$INODE$ 0 128 8 65536
OJDS$BINDINGS$ 0 144 8 65536
PK_EMP 0 200 8 65536
PK_DEPT 0 184 8 65536
SALGRADE 0 216 8 65536
BONUS 0 208 8 65536
EMP 0 192 8 65536
DEPT 0 176 8 65536
已选择12行。
DBA_TABLESPACES记录的是表空间的逻辑信息，而DBA_DATA_FILES视图则记录的是物理数据文件的信息，这些信息包括数据文件的名称、大小、所属表空间等信息：
SQL> select file_id,relative_fno,file_name,tablespace_name,round(bytes/1024/1024,2) MB from dba_data_files;
SQL> select FILE_ID as fid,FILE_NAME ,BYTES from dba_data_files;
FID FILE_NAME BYTES
---------- -------------------------------------------------- ----------
4 /u01/app/oracle/oradata/XE/users.dbf 104857600
2 /u01/app/oracle/oradata/XE/sysaux.dbf 681574400
3 /u01/app/oracle/oradata/XE/undotbs1.dbf 31457280
1 /u01/app/oracle/oradata/XE/system.dbf 377487360
5 /u01/app/oracle/oradata/XE/mymotif_ts.dbf 104857600可以通过DBA_SEGMENTS查询数据库中段的信息，这些信息包括对象名称、类型、所属表空间、空间使用等信息。DBA_EXTENTS视图记录了Segment中区的分配情况，可以通过以下两个查询获得某个用户每个区的分配情况：
SQL> select distinct OWNER from dba_extents ;
OWNER
--------------------------------------------------------------------------------
APEX_040200
MDSYS
MYMOTIF
OUTLN
CTXSYS
SYSTEM
AUDSYS
DVSYS
SCOTT
GSMADMIN_INTERNAL
ORDSYS
DBSNMP
OJVMSYS
ORDDATA
XDB
SYS
LBACSYS
WMSYS
已选择18行。
SQL> col SEGMENT_NAME format a20
SQL> select segment_name,file_id,extent_id,block_id,blocks from dba_extents where OWNER='SCOTT';
SEGMENT_NAME FILE_ID EXTENT_ID BLOCK_ID BLOCKS
-------------------- ---------- ---------- ---------- ----------
SALGRADE 6 0 216 8
PK_EMP 6 0 200 8
PK_DEPT 6 0 184 8
EMP 6 0 192 8
DEPT 6 0 176 8
BONUS 6 0 208 8
已选择6行。数据库逻辑上最小的单元就是data block, block 可以设置为2K, 4K, 8K....
利用dba_tablespaces可以用来查看所有表空间的基本信息；而dba_data_files可以用来查看相关数据文件的信息（需要管理员权限）。
例：
1、查看当前数据库所有表空间：
SQL> select TABLESPACE_NAME from dba_tablespaces;
TABLESPACE_NAME
---------------
SYSTEM
SYSAUX
UNDOTBS1
TEMP
USERS
MYMOTIF_TS
已选择6行。2、查询当前数据库中的所有表空间和对应的操作系统数据文件：
SQL> col FILE_NAME format a40
SQL> select file_name,tablespace_name from dba_data_files;
FILE_NAME TABLESPACE_NAME
---------------------------------------- ---------------
/u01/app/oracle/oradata/xe/system01.dbf SYSTEM
/u01/app/oracle/oradata/xe/sysaux01.dbf SYSAUX
/u01/app/oracle/oradata/mymotif_ts.dbf MYMOTIF_TS
/u01/app/oracle/oradata/xe/users01.dbf USERS
/u01/app/oracle/oradata/xe/undotbs01.dbf UNDOTBS1
3、当前用户（scott）下的数据段：
SQL> desc user_segments
名称 是否为空? 类型
----------------------------------------- -------- ----------------------------
SEGMENT_NAME VARCHAR2(128)
PARTITION_NAME VARCHAR2(128)
SEGMENT_TYPE VARCHAR2(18)
SEGMENT_SUBTYPE VARCHAR2(10)
TABLESPACE_NAME VARCHAR2(30)
BYTES NUMBER
BLOCKS NUMBER
EXTENTS NUMBER
INITIAL_EXTENT NUMBER
NEXT_EXTENT NUMBER
MIN_EXTENTS NUMBER
MAX_EXTENTS NUMBER
MAX_SIZE NUMBER
RETENTION VARCHAR2(7)
MINRETENTION NUMBER
PCT_INCREASE NUMBER
FREELISTS NUMBER
FREELIST_GROUPS NUMBER
BUFFER_POOL VARCHAR2(7)
FLASH_CACHE VARCHAR2(7)
CELL_FLASH_CACHE VARCHAR2(7)
INMEMORY VARCHAR2(8)
INMEMORY_PRIORITY VARCHAR2(8)
INMEMORY_DISTRIBUTE VARCHAR2(15)
INMEMORY_DUPLICATE VARCHAR2(13)
INMEMORY_COMPRESSION VARCHAR2(17)
SQL> column TABLESPACE_NAME format a20
SQL> column SEGMENT_NAME format a20
SQL> select SEGMENT_NAME,TABLESPACE_NAME from user_segments;
SEGMENT_NAME TABLESPACE_NAME
-------------------- --------------------
COURSE MYMOTIF_TS
SC MYMOTIF_TS
STUDENT MYMOTIF_TS
SYS_C0010000 MYMOTIF_TS
SYS_C0010005 MYMOTIF_TS
SYS_C0010008 MYMOTIF_TS
已选择6行。
（12c在sysdba下有3000多条记录）
SQL> select SEGMENT_NAME,EXTENT_ID from user_extents;
SEGMENT_NAME EXTENT_ID
-------------------- ----------
STUDENT 0
COURSE 0
SC 0
SYS_C0010000 0
SYS_C0010005 0
SYS_C0010008 0
已选择6行。
（12c在sysdba下有4920条记录）
基本上每个对象对应一个段（ Segment），只有分区对应多个段，这里的对象包括表、视图、序列、同意词、索引、触发器、存储.过程等等，段可以跨越多个数据文件。
查看表空间的使用情况
SQL> col TABLESPACE_NAME format a20
SQL> SELECT a.tablespace_name,a.bytes total,b.bytes used,c.bytes free,(b.bytes * 100) / a.bytes "% USED ",(c.bytes * 100) / a.bytes "% FREE " FROM sys.sm$ts_avail a, sys.sm$ts_used b, sys.sm$ts_free c WHERE a.tablespace_name = b.tablespace_name AND a.tablespace_name = c.tablespace_name;
TABLESPACE_NAME TOTAL USED FREE % USED % FREE
-------------------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
SYSAUX 765460480 705232896 59899904 92.1318493 7.82534247
UNDOTBS1 104857600 67502080 36306944 64.375 34.625
USERS 5242880 786432 3407872 15 65
SYSTEM 838860800 829095936 8716288 98.8359375 1.0390625
MYMOTIF_TS 104857600 15663104 99483648 14.9375 94.875
三、Oracle Server系统进程与内存结构
当在计算机服务器上启动Oracle数据库后，称服务器上启动了一个Oracle实例（Instance）。ORACLE 实例（Instance）是存取和控制数据库的软件机制，它包含系统全局区（SGA）和ORACLE进程两部分。SGA是系统为实例分配的一组共享内存缓冲区，用于存放数据库实例和控制信息，以实现对数据库中数据的治理和操作。
进程是操作系统中一个极为重要的概念。一个进程执行一组操作，完成一个特定的任务.对ORACLE数据库治理系统来说，进程由用户进程、服务器进程和后台进程所组成。
当用户运行一个应用程序时，系统就为它建立一个用户进程。服务器进程处理与之相连的用户进程的请求，它与用户进程相通讯，为相连的用户进程的ORACLE请求服务。
为了提高系统性能，更好地实现多用户功能，ORACLE还在系统后台启动一些后台进程，用于数据库数据操作。
系统进程的后台进程主要包括：
SMON 系统监控进程：（system monitor）负责完成自动实例恢复和回收分类（sort）表空间。
PMON 进程监控进程：（PRocess monitor）实现用户进程故障恢复、清理内存区和释放该进程所需资源等。
DBWR 数据库写进程：数据库缓冲区的治理进程。
在它的治理下，数据库缓冲区中总保持有一定数量的自由缓冲块，以确保用户进程总能找到供其使用的自由缓冲块。
LGWR 日志文件写进程：是日志缓冲区的治理进程，负责把日志缓冲区中的日志项写入磁盘中的日志文件上。每个实例只有一个LGWR进程。
ARCH 归档进程：（archiver process）把已经填满的在线日志文件拷贝到一个指定的存储设备上。仅当日志文件组开关（switch）出现时，才进行ARCH操作。ARCH不是必须的，而只有当自动归档可使用或者当手工归档请求时才发出。
RECO 恢复进程：是在具有分布式选项时使用的一个进程，主要用于解决引用分布式事务时所出现的故障。它只能在答应分布式事务的系统中出现。
LCKn 封锁进程：用于并行服务器系统，主要完成实例之间的封锁。 内存结构（SGA）
SGA是Oracle为一个实例分配的一组共享内存缓冲区，它包含该实例的数据和控制信息。SGA在实例启动时被自动分配，当实例关闭时被收回。数据库的所有数据操作都要通过SGA来进行。
SQL> select * from v$sga;
NAME VALUE
------------------------------------------------------------ ----------
Fixed Size 2228848
Variable Size 251661712
Database Buffers 343932928
Redo Buffers 3448832
SGA中内存根据存放信息的不同，可以分为如下几个区域：
1、Buffer Cache：存放数据库中数据库块的拷贝。
它是由一组缓冲块所组成，这些缓冲块为所有与该实例相链接的用户进程所共享。缓冲块的数目由初始化参数DB_BLOCK_BUFFERS确定，缓冲块的大小由初始化参数DB_BLOCK_SIZE确定。大的数据块可提高查询速度。它由DBWR操作。
2、日志缓冲区Redo Log Buffer：存放数据操作的更改信息。
它们以日志项（redo entry）的形式存放在日志缓冲区中。当需要进行数据库恢复时，日志项用于重构或回滚对数据库所做的变更。日志缓冲区的大小由初始化参数LOG_BUFFER确定。大的日志缓冲区可减少日志文件I/O的次数。后台进程LGWR将日志缓冲区中的信息写入磁盘的日志文件中，可启动ARCH后台进程进行日志信息归档。
3、共享池Shared Pool：包含用来处理的SQL语句信息。
它包含共享SQL区和数据字典存储区。共享SQL区包含执行特定的SQL语句所用的信息。数据字典区用于存放数据字典，它为所有用户进程所共享。
4、Cursors：一些内存指针，执行待处理的SQL语句
5、其他信息区：除了上述几个信息区外，还包括一些进程之间的通讯信息（如封锁信息）；在多线索服务器配置下，还有一些程序全局区的信息，请求队列和响应队列等。
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后台进程详解
oracle中的进程共分为三类：用户进程、服务进程、后台进程。其中后台进程伴随实例的启动而启动，他们主要是维护数据库的稳定，相当于一个企业中的管理者及内部服务人员。他们并不会直接给用户提供服务。
1:database write(DBWn(n代表数字1..n，表示可能有几个DBW在运行) )--数据写入
作用:把SGA中被修改的数据同步到磁盘文件中。保证Buffer Cache中有足够的空闲数据块数量。
触发条件: 1)、检查点 2)、一个服务进程在设定的时间内没有找到空闲块3)、每三秒自动唤醒一次。
设置:DB_WRITER_PROCESS用来定义DBWn进程数量。(commit命令只是把记录修改写入日志文件，不是把修改后的数据写入数据文件)
2:log write(LGWR)--日志文件写入
作用:把log buffer中的日志内容写入联机的日志文件中，释放log用户buffer空间。
触发条件:
1）、用户发出commit命令。(在oracle中称为快速提交机制(fast commit)):把redo log buffer中的记录写入日志文件，写入一条提交的记录
2）三秒定时唤醒。
3）log buffer超过1/3，或日志数量超过1M。
4）DBWR进程触发:DBWn视图将脏数据块写入磁盘先检测他的相关redo记录是否写入联机日志文件，如果没有就通知LGWR进程。在oracle中成为提前写机制(write ahead):redo记录先于数据记录被写入磁盘
3:checkpoint(CKPT)-检查点事件
作用:维护数据库一致性状态。检测点时刻数据文件与SGA中的内容一致，这不是一个单独的进程，要和前两个进程一起工作呦。DBWR写入脏数据，同时触发LGWR进程。
CKPT更新控制文件中的检查点记录。
触发条件:日志切换(log switch)会触发检查点。
4:process monitor(PMON)--进程监控
作用:1）发现用户进程异常终止，并进行清理。释放占用资源。(清理异常终止用户使用的锁)
2）向监听程序动态的注册实例。
触发条件:定时被唤醒，其他进程也会主动唤醒它。
5:system monitor:(SMON)--系统监控
作用:1)负责实例恢复，前滚(Roll Forward)恢复到实例关闭的状态，使用最后一次检查点后的日志进程重做。这时包括提交和未提交的事务。打开数据库，进行回滚(Roll Back):回滚未提交的事务。(oracle承诺commit之后数据不会丢失，现在我们可以大致的了解是如何实现这个承诺，以及在数据的安全性和数据库性能之间的平衡选择。)
2)负责清理临时段，以释放空间
触发条件:定期被唤醒或者被其他事务主动唤醒。
6:archive:(ARCn)--归档操作
作用:发生日志切换时把写满的联机日志文件拷贝到归档目录中。
触发条件:日志切换时被LGWR唤醒。
设置:LOG_ARCHIVE_MAX_PROCESSES可以设置oracle启动的时候ARCn的个数。
7:manageability monitor:MMON--AWR主要的进程
作用:1、收集AWR必须的统计数据，把统计数据写入磁盘。10g中保存在SYSAUX表空间中。
2、生成server--generated报警
每小时把shared pool中的统计信息写入磁盘，或者shared pool占用超过15%。
8:manageability monitor light:MMNL:轻量级的MMON
9:memory manager:MMAN:自动内容管理
作用:每分钟都检查AWR性能信息，并根据这些信息来决定SGA组件最佳分布。
设置:STATISTICS_LEVEL:统计级别
SGA_TARGET:SGA总大小
10:job queue coordinator:CJQ0--数据库定时任务
11:recover writer:RVWR
作用:为flashback database提供日志记录。把数据块的前镜像写入日志。
12:change tarcking writer:CTWR
作用:跟踪数据块的变化，把数据块地址记录到 change_tracking file文件中。RMAN的增量备份将使用这个文件来确定那些数据块发生了变化，并进行备份。
以上是oracle中比较常见的后台进程，不是所有的进程。其中DBWn，ARCn可以设置数据库启动时的数量。这些进程在系统中可以不止一个。