在使用oracle之前，我們一定要對oracle的體系結構有深入的理解，與之前我們學習過的sqlserver體系結構是不一樣的，所以對於我們來說是一個全新的內容。

一、oralce體系結構

1、概述
Oracle的體系結構是數據庫的組成，工作過程，以及數據庫中數據的組織與管理機制，要了解oracle數據庫的體系結構，就必須要理解oracle的主要組件和重要的概念。Oracle體系結構包含一系列組件，包括實例、用戶進程、服務進程、數據文件及其他文件，如參數文件、口令文件和歸檔日誌文件等。如下圖所示：

實例和數據庫是oracle數據庫體系結構的核心組成部分，也是最重要的兩個概念，dba的主要工作就是維護實例和數據庫。
1）實例
實例是後臺進程和內存的集合，必須啓動實例才能訪問數據庫中的數據。

Oracle啓動時，將分配一個系統全局區（SGA），並啓動一系列oracle後臺進程
一個實例只能打開並使用一個數據庫
Oracle分爲單進程實例和多進程實例，現在普遍都是多進程實例，多進程就是多用戶，不同用戶使用不同進程來執行oracle的不同部分。

2）數據庫
數據庫是一個數據的集合，該集合被視爲一個邏輯單元。
Oracle 數據庫由操作系統文件組成，這些文件爲數據庫信息提供實際物理存儲區
Oracle 數據庫包括邏輯結構和物理結構。
物理結構：是指存儲數據庫信息的一組操作系統文件，每個數據庫有一個邏輯結構和一個物理結構。物理結構是指構成數據庫的一組操作系統文件，主要由3種類型文件組成：數據文件，控制文件和重做日誌文件。
邏輯結構：是指數據庫數據的邏輯存儲結構，包括：表空間，數據段，表，視圖等。

二、oracle存儲結構

Oracle的存儲結構分爲物理結構和邏輯結構，這兩種存儲結構既相互獨立又相互聯繫。

1、物理結構：
物理結構就是oracle數據庫創建後使用的操作系統物理文件，分爲以下兩種：
1）主要文件
數據文件：數據文件是物理存儲數據庫的文件，數據文件的特點：每個數據文件只與一個數據庫相聯繫，一個表空間可以包含一個或多個數據文件，一個數據文件只能屬於一個表空間。數據文件包含數據庫的用戶或應用程序數據，以及元數據和數據字典。

重做日誌文件：它記錄了對數據的所有更改信息，並提供一種數據恢復機制，如果數據庫服務器發生崩潰，但未丟失任何數據文件，那麼實例便可使用這些文件中的信息恢復數據庫。

控制文件：當數據庫讀取時，要根據控制文件的信息查找數據文件。控制文件存儲了數據文件和重做日誌文件的名稱和位置。一個數據庫至少有兩份控制文件，oracle11g默認包括3個控制文件，各個控制文件內容相同，可以避免因爲一個控制文件的損壞導致無法啓動數據庫。控制文件記錄了以下關鍵信息：數據文件的位置和大小、重做日誌文件的位置及大小、數據庫名稱及創建時間、日誌序列號。控制文件對數據庫至關重要。沒有這些文件，就無法打開數據文件以訪問數據庫中的數據。

2）其他文件
參數文件：用於定義實例啓動時的配置
口令文件：允許sysdba、sysoper 和sysasm 遠程連接到實例並執行管理任務
歸檔日誌文件：使用這些文件和數據庫備份，可以恢復丟失的數據文件。也就是說，歸檔日誌能夠恢復還原的數據文件

2、oracle邏輯結構
Oracle的邏輯組件包括表空間、段、區、塊和模式等。
1）表空間
表空間是數據庫中最大的邏輯單位， SYSTEM 和SYSAUX 表空間是在創建數據庫時創建的必須存在的表空間，還會有TEMP，USERS等。
每個表空間是由一個或多個數據文件組成的，一個數據文件只能與一個表空間相關聯。
表空間的大小等於構成該表空間的所有數據文件大小之和。
表空間和數據文件是相對應的，如果沒有數據文件，表空間不可能獨立存在，如果只有表空間沒有數據文件也是不行的，就好比如果電腦沒有硬盤，你不能再邏輯上看到C盤D盤，在這裏硬盤就相當於是數據文件，而C盤就相當於是表空間。我們可以把多個數據文件組成一個表空間，然後在表空間裏面存儲數據，表空間和數據文件是對應的，一個表空間可以是由一個或多個數據文件組成的，但是一個數據文件只能在一個表空間當中。

表空間的作用：
對於不同的用戶分配不同的表空間，對不同的模式對象分配不同的表空間，方便對用戶操作和模式對象的管理。
可以將不同數據文件創建到不同的磁盤中，有利於管理磁盤空間，提高i/o性能，備份和恢復數據等。

SYSTEM表空間：用於存放oracle系統內部表和數據字典的數據，如表明、列名、用戶名等。
SYSAUX表空間：作爲SYSTEM的輔助表空間，用於存放各種數據庫工具（如企業管理器、StasPack、logMiner等）用到的數據。用於存放各種模式的對象數據，如智能代理用戶DBSNMP、數據挖掘用戶ODM等。
USERS表空間：作爲用戶使用的表空間，可以在這個表空間上創建各種對象，如創建表，索引等。
TEMP表空間：存放臨時數據的特殊表空間，例如：當需要進行排序時，系統就將排序的數據臨時存放在該表空間，排序處理完成後，即可釋放排序數據所佔用的空間，稱之爲臨時表空間。

以上表空間我們不能創建，系統安裝好之後自動創建好了，我們也可以根據需要自己創建。

創建表空間的語法是：
CREATE TABLESPACE tablespacename
DATAFILE ‘filename’ [SIZE integer [K|M]]
[AUTOEXTEND [OFF|ON]];

2）段
段存在於表空間中，是一種指定類型的邏輯存儲結構。
段由一組區組成
段分爲4類：數據段、索引段、回退段、臨時段。

3）區
區是磁盤空間分配的最小單位。磁盤按區劃分，每次至少分配一個區。
區是由連續的數據塊組成。
段主要有一個或多個區構成，當創建段時，至少包含一個區。
區不能跨數據文件存在，只能存在於一個數據文件中。

4）數據塊
是數據中最小的數據組織單位與管理單位
Oracle數據中的數據存儲於數據塊中
數據塊是oracle服務器所能讀取或寫入的最小存儲單元
數據塊的取值範圍是2K-64KB，默認值與oracle版本有關

5）模式
模式是數據庫對象的集合。包括：表、視圖、索引、同義詞、序列、過程和程序包等。
當創建一個用戶時，oracle會自動創建一個與用戶名相同的模式，因此，模式又稱爲用戶模式。
用戶登錄後，默認訪問的是與自己的名稱相同的模式中的數量庫對象。

三、oracle的內存結構

內存是影響數據庫性能的第一要素，oracle內存存儲的主要內容如下：
程序代碼
關於已經連接的會話信息，包括當前所有活動會話和非活動會話
程序運行時必須的相關信息，如查詢計劃
Oracle進程之間通信和共享的信息，如鎖

按照內存的使用方法不同，oracle數據庫的內存又可分爲系統全局區（SGA）、程序全局區（PGA）、用戶全局區（UGA）

2、PGA
PGA不是實例的一部分，包含單個服務器進程或者單個後臺進程所需的數據和控制信息。
PGA是在用戶進程連接到數據庫並創建一個會話時自動分配
該區域內保留每個與oracle數據庫連接的用戶進程所需的內存
當一個用戶會話結束，PAG就會釋放

3、UGA
用戶全局區（UGA）爲用戶進程存儲會話狀態
UGA可以作爲SGA或者PGA的一部分。具體位置取決於如何連接Oracle：
如果通過一個共享服務器連接，UGA包含在SAG中
如果通過一個專有服務器連接，UGA就包含在專有服務器的PGA中

案例一：驗證內存結構工作的原理（select語句是如何被執行的？）

當用戶執行語句select * from scott.emp的時候，工作原理分爲四步，如下：

第一步：先做編譯，編譯包含了語法的檢查和語義的檢查。

第二步：如果編譯沒有問題會進入shared pool(共享池 )中，而shared pool 是由library cache和data dictionary cache（數據字典緩存）組成。Sql語句第一時間會進入library cache中，即library cache中會存放被編譯過的正確的sql語句，僅僅是sql語句而已。library cache中沒有緩存的sql語句需要進行硬解析（即需要耗費設備的I/0資源從硬盤讀取）。假設library cache中有這個sql語句，就不需要做硬解析，接着會查 data dictionary cache。data dictionary cache中緩存了權限和對象數據及屬性，所有data dictionary cache檢查用戶是否對scott.emp表是否具有訪問權限，如果有權限繼續往下執行，如果沒有權限，直接給用戶返回一個結果。如果一條語句從來都沒有被執行過，這條語句首先被緩存在share pool中的library cache中，下一次被執行的時候直接從share pool中取sql語句。存放sql語句也需要佔用空間，share pool的空間也是有限的，爲了防止share pool空間不夠用，採用先進先出的規則即後執行的sql語句會覆蓋先執行的sql語句來釋放空間，當然share pool的空間越大越好。

第三步：data buffer cache現在hr用戶可以訪問scott.emp表了，data buffer cache的作用就是從磁盤或存儲中將數據塊調入內存，緩存在buffer cache中。總結：buffer cache緩存數據本身，library cache緩存sql語句本身。

第四步：redo log buffer<重做日誌緩衝區>當用戶執行insert,update,delete,create,alter等操作後，數據發生了變化，這些變化了的數據寫入數據緩衝區（buffer cache）之前，先寫入重做日誌緩衝區，同時變化之前的數據也放入重做日誌緩存中，這樣做，是爲了保證在數據恢復時oracle就知道哪些事務需要提交，哪些事務需要撤回。

可以通過企業管理器來查看share pool的相關信息
如果控制檯打不開，可以執行命令打開：

四、oracle進程結構

Oracle有5個後臺進程是必須啓動的，否則數據庫實例無法啓動成功，分別是：進程監控（PMON）進程、系統監控（SMON）進程、數據寫入（DBWR）進程、日誌寫入（LGWR）進程、檢查點（CKPT）進程。

CKPT進程：確保數據緩衝區中所有修改過的數據塊都被寫入數據庫文件的機制。保證數據庫日誌文件和數據文件的同步。

相關命令：
1、查看用戶進程和數據庫進程
Ps –elf | greporacleocl |grep–v grep

五、oracle用戶管理

當創建一個新數據庫時，oracle將常見一些默認的數據庫用戶，如SYS,SYSTEM和SCOTT等用戶。SYS和SYSTEM用戶都是oracle管理用戶，而SCOTT用戶是oracle數據庫的一個示範用戶，SCOTT數據庫裏面包含一些測試展示用的示例表（用於學習交流）
1、默認數據庫用戶
1）SYS
SYS用戶是oracle中的一個超級用戶，數據庫中所有數據字典和視圖都存在SYS模式中，數據字典存儲了用來管理數據庫對象的所有信息，是oracle數據庫中非常重要的系統信息。SYS用戶主要用來維護系統信息和管理實例。SYS用戶只能以SYSOPER或SYSDBA角色登錄系統。

2）SYSTEM
SYSTEM用戶是oracle中默認的數據庫管理員，它擁有DBA權限。該用戶模式中存儲了oracle管理工具使用的內部表和視圖。通常通過SYSTEM用戶管理數據庫的用戶、權限和存儲等。不建議在SYSTEM模式中創建用戶表。SYSTEM不能以SYSOPER和SYSDBA角色登錄系統，只能以默認方式登錄。

3）SCOTT
SCOTT用戶是oracle數據庫的一個示範用戶，一般在數據庫安裝時創建。SCOTT用戶模式包含4個示例表，其中一個是EMP表，使用USERS表空間存儲模式對象。
通常出於安全考慮，對於不同用途的表需要不同的訪問權限，此時，就需要創建不同的用戶，oracle中的create user命令用於創建用戶，每個用戶都有一個默認表空間和一個臨時表空間。如果沒有指定，oracle就將USERS設爲默認表空間，將TEMP設爲臨時表空間。

4）Sysdba和sysoper兩個系統權限區別
sysdba和sysoper屬於system privilege，也稱爲administrative privilege，擁有例如數據庫開啓關閉之類一些系統管理級別的權限。sysdba和sysoper具體的權限如下：
【SYSOPER】權限，即數據庫操作員權限，權限包括：
打開數據庫服務器
關閉數據庫服務器
備份數據庫
恢復數據庫
日誌歸檔
會話限制
【SYSDBA】權限，即數據庫管理員權限，權限包括：
打開數據庫服務器
關閉數據庫服務器
備份數據庫恢復數據庫
日誌歸檔
會話限制
管理功能
創建數據庫

【sysdba】擁有最高的系統權限，登陸後是sys。
【sysoper】主要用來啓動、關閉數據庫，sysoper 登陸後用戶是public。

2、創建自定義用戶
步驟：
1)選擇用戶名和密碼
2)識別用戶需用於存儲對象的表空間
3)決定每個表空間的限額
4)分配缺省表空間和臨時表空間
5)創建用戶
6)向用戶授予權限和角色

語法：
CREATE USER user
IDENTIFIED BY password
[DEFAULT TABLESPACE tablespace]
[TEMPORARY TABLESPACE tablespace]
[QUOTA {integer [K|M] | UNLIMITED}ON tablespace
[QUOTA {integer [K|M] | UNLIMITED}ON tablespace ] ...]
[PASSWORD EXPIRE ]

案例1：創建用戶YDW
CREATE USER YDW --用戶名爲YDW
IDENTIFIED BY pwd123 --密碼爲martinpwd
DEFAULT TABLESPACE tbs_work --默認表空間爲tbs_work
TEMPORARY TABLESPACE temp --臨時表空間爲temp
QUOTA UNLIMITED ON tbs_work --對tbs_work表空間的使用沒有限制
PASSWORD EXPIRE; --第一次登錄需要修改密碼

六、oracle數據庫權限管理

權限指的是執行特定命令或訪問數據庫對象的權利
權限有兩種類型，系統權限和對象權限
系統權限允許用戶執行某些數據庫操作，如創建表就是一個系統權限
對象權限允許用戶對數據庫對象（如表、視圖、序列等）執行特定操作
角色是一組相關權限的組合，可以將權限授予角色，再把角色授予用戶，以簡化權限管理

1、使用系統權限
系統權限是指在數據庫中執行某種系統級別的操作，或者針對某一類對象執行某種操作的權利，例如：在數據庫中創建表空間的權利，或者創建表的權利，都屬於系統權限，具體如下圖：

常用的系統權限如下：
CREATE SESSION：連接到數據庫
CREATE TABLE：創建表
CREATE VIEW：創建視圖
CREATE SEQUENCE：創建序列

2、對象權限
對象權限是指針對某個特定模式對象執行操作的權利，只能針對模式對象來設置管理對象權限，包括：表、視圖、序列、存儲過程等。

3、授權
Oracle數據庫用戶有兩種途徑獲得權限
1）直接向用戶授予權限
2）將權限授予給角色，再將角色授予給一個或者多個用戶
使用角色能更高效，方便地對權限進行管理，所以數據庫管理員通常使用角色向用戶授予權限，而不是直接向用戶授予權限。
Oracle中常用系統預定義角色有以下種類：
1）CONNECT：擁有連接數據庫權限
2）RESOURCE：擁有創建表、觸發器、過程等權限
3）DBA：數據庫管理員，擁有管理數據庫最高權限