Instance and Media Recovery Structures 实例和介质恢复结构
目标：

• 掌握与恢复相关的Oracle进程、内存结构和文件
• 了解检查点、重做日志文件和归档日志文件的重要性
• 掌握优化实例恢复的方法

一、基础知识

1、体系结构详解

• SGA
  • Database buffer cache：用于存储从数据文件读取的块的内存区域。数据由服务器进程读取到块中，并由DBWn异步写入。
  • Log buffer：包含要写入重做日志的更改数据的前后映像副本的内存
  • Large pool：SGA中的一个可选区域，为备份和恢复操作、I/O服务器进程以及共享服务器和 Oracle XA的会话内存提供大量内存分配。
  • Shared pool：存储SOL语句、PL/SOLprocedures和数据字典信息的解析版本
  • Java pool：在服务器内存中用于Java虚拟机（JVM）中所有特定于会话的Java代码和数据。
• Background Processes 后台进程
  • Database writer(DBWn)：将脏缓冲区从数据缓冲区缓存写入数据文件。此活动是异步的。
  • Log writer (LGWR)：将数据从重做日志缓冲区写入重做日志文件
  • System monitor(SMON)：执行自动实例恢复。在空间段不再使用时恢复它们。根据设置的参数合并可用空间的连续区域。
  • Process monitor(PMON)：清理用于正常终止的用户进程的连接/服务器进程。执行回滚并释放失败进程所占用的资源。
  • Checkpoint(CKPT)：将数据文件和控制文件的标头与当前重做日志和检查点编号同步
  • Archiver (ARCn)(optional)：自动复制已标记为存档的重做日志的过程。
• User & Server Process 用户和服务器进程
  • The User Process：用户进程是在用户启动工具（如SQL*Plus、Oracle Forms Developer、Oracle Reports Developer、Oracle Enterprise Manager等）时创建的。此进程可能位于客户端或服务器上，并为用户提供一个界面，用于输入与数据库交互的命令。
  • The Server Process：服务器进程接受来自用户进程的命令，并执行步骤来完成用户请求。如果数据库不在共享服务器配置中，则在建立有效连接时，会在包含实例的计算机上创建服务器进程。

2、Database Files 数据库文件

Oracle数据库由以下物理文件组成（这些文件的格式都是二进制的）：

• Datafiles：数据的物理存储。每个数据库至少需要一个文件。此文件存储系统表空间。
• Redo logs：包含更改数据的前后映像副本，用于恢复目的。至少需要两组。
• Control files：记录数据库的状态。物理结构和RMAN元数据
• Archive logs(optional)：联机重做日志文件的物理副本。当数据库设置为存档日志模式时创建。用于恢复中。

3、Database Other Files 其他数据文件

• Initialization parameter file初始化参数文件：实例启动所需的存储参数，数据类型为TEXT
• Server initialization parameter file服务器初始化参数文件：存储实例启动所需的持久参数，数据类型为二进制
• Password file(optional)密码文件（可选）：存储可以启动关闭并恢复数据库的用户的信息，数据类型为二进制

4、Dynamic Views 动态视图

Oracle服务器提供了许多标准视图来获取数据库和实例的信息。这些视图包括：

• V$SGA：查询共享池、日志缓冲区、数据缓冲区的实例大小和固定的内存大小（取决于操作系统）
• V$INSTANCE：查询实例的状态，如实例模式、实例名称、启动时间和主机名
• V$PROCESS：查询为实例创建的后台和服务器进程
• V$BGPROCESS：查询为实例创建的后台进程
• V$DATABASE：列出有关数据库的状态和恢复信息。它包括关于数据库名称、唯一数据库标识符、创建日期、控制文件创建日期和时间、最后一个数据库检查点和其他信息的信息。
• V$DATAFILE：列出数据库中包含的数据文件的位置和名称。它包括与文件编号和名称、创建日期、状态(在线或离线)、启用 (只读、读写)、最后数据文件检查点、大小和其他信息有关的信息。

5、Large Pool

• 可配置为SGA中的单独内存区域，用于：
  • Oracle备份和恢复操作
  • I/0服务器进程
  • 共享服务器的会话内存
• 由LARGE_POOL_SIZE参数确定大小

大池用于从共享内存中分配顺序的I/0缓冲区。对于I/0从站和甲骨文备份和恢复，RDBMS分配的缓冲区大小为几百KB。
配置大型池可以防止RMAN与其他子系统争夺相同的内存。当您将DBWR_IO_SLAWS或BACKUP_TAPE_IO_SLAWS参数设置为模拟异步10时，恢复管理器(RMAN)将使用大池进行备份和恢复。如果这两个参数都未启用，那么甲骨文将从本地进程内存而不是共享内存分配备份缓冲区。因此，不使用大池。如果设置了LARGE_POOL_SIZE，那么甲骨文将尝试从大型池中获取内存。如果这个值不够大，那么甲骨文不会尝试从共享池中获取缓冲区。如果没有设置LARGE_POOL_SIZE初始化参数，那么甲骨文服务器将尝试从SGA中的共享池中分配共享内存缓冲区。
如果甲骨文无法获得足够的内存，那么它从本地进程内存中获得1/0缓冲内存，并向alert.log文件写入一条消息，指示同步I/0用于备份。

6、DB Buffer Cache,DBWn

• Function of the Database Buffer Cache 数据库缓冲区缓存的功能：
  • 数据库缓冲区缓存是SGA中用于存储最近使用的数据块的区域
  • 服务器进程从数据文件中读取表、索引和撤消段，并在需要时对缓冲区缓存中的数据块进行更改
  • Oracle服务器使用最近最少使用 (LRU) 算法来确定哪些缓冲区可以覆盖，以适应缓冲区缓存中的新块。
• Function of the DBWn Background Process DBWn后台进程的功能：
  • 数据库写入程序进程（DBWn）将脏缓冲区从数据库缓冲区缓存写入数据文件。它确保数据库缓冲区缓存中有足够数量的可用缓冲区（当服务器进程需要从数据文件中读取块时，可以覆盖的缓冲区）。
  • 数据库编写器定期同步数据库缓冲区缓存和数据文件:这是在各种情况下触发的检查点事件。
  • 虽然一个数据库写入进程对于大多数系统来说已经足够了，但是如果您的系统需要大量修改数据，您可以配置其他进程(DBW1到DBW9)来提高写入性能。这些额外的数据库写入进程在单处理器系统上是没有用的。

7、Configuring Tablespaces 配置表空间

表空间包含一个或多个数据文件。重要的是要谨慎地创建表空间，以提供灵活和可管理的备份和恢复策略。以下是表空间的非典型配置，考虑到备份和恢复操作的要求：

• System: 如果系统和用户数据包含在不同的表空间中，备份和恢复就更加灵活
• Temporary:如果包含临时段 (用于排序等) 的表空间丢失，可以重新创建它，而不是恢复它。
• Undo（重要）:备份撤销表空间的过程与备份任何其他读/写表空间的过程完全相同。由于自动撤消表空间对于恢复和读取一致性非常重要，因此应该经常对其进行备份。
• Read-only data: 可以减少备份时间，因为只有在将表空间设为只读时才必须备份表空间。
• Highly volatile data高度易失性数据（重要）:应该更频繁地备份该表空间，同时减少恢复时间
• Index data: 应该创建只存储索引段的表空间。通常可以重新创建这些表空间而不是恢复它们。

8、Redo Log Buffer, LGWR

• Function of the Redo Log Buffer 恢复日志缓冲区的功能：
  • 重做日志缓冲区是一个循环缓冲区，它保存有关对数据库所做更改的信息。这些信息存储在重做条目中。
  • 重做条目包含重建或重做INSERT、UPDATE、DELETE、CREATE、ALTER或DROPoperation对数据库所做更改所需的信息。恢复条目用于数据库恢复（如有必要）。
  • 重做条目由Oracle服务器进程从用户的内存空间复制到重做日志缓冲区。
• Function of the LGWR Background Process LGWR后台进程的功能：
  • 日志写入器 (LGWR) 将重做条目从重做日志缓冲区写入重做日志文件，如下所示：
  • 重做日志缓冲区已满三分之一时
  • 当超时发生时(每三秒钟)
  • 当有1MB的重做
  • 在DBWn将数据库缓冲区缓存中的修改块写入数据文件之前
  • 当一个事务提交
• Redo Log Switches
  • 在日志切换时，当前重做日志组被分配一个日志序列号，该日志序列号标识存储在该重做日志组中的信息，并且也用于同步。
  • 日志切换发生在LGWR停止写入一个重做日志组并开始写入另一个重做日志组时
  • 当LGWR填充了一个日志文件组时，将发生日志切换
  • DBA可以使用ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE命令强制进行日志切换
  • 在日志开关处自动发生检查点。
  • 只要组中至少有一个成员可用，处理就可以继续。如果成员损坏或不可用，消息将写入LGWR跟踪文件和警报日志。

二、基础操作

1、查看数据库动态视图

此处对应基础知识的第4部分
连接数据库查看动态视图

SELECT * FROM V$SGA;

• Fixed Size：是固定的大小
• Variable Size：大小是可变的，包括了Large pool、Shared pool、Java pool等
• Database Buffers：用于存储从数据文件读取的块的内存区域，这部分一般比较大
• Redo Buffers：包含要写入重做日志的更改数据的前后映像副本的内存

SELECT * FROM V$SGASTAT;

查看其他动态视图的方法也是这样的，可以参考基础知识的第四部分查看其他动态视图