解读Oracle12.2体系架构：Filesystem与Multitenant |

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2024年10月24日20:21:49

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摘要

全面解读Oracle 12.2体系架构图系列。本期的内容由两部分组成，一是数据库实例与文件系统的访问；二是多租户解决方案。

数据库实例与文件系统

几个重要的进程和内存组件

RVWR：Recovery Writer Process，当数据库设置了闪回区域的时候，该进程定期将内存中，具体来讲是shared pool中的flashback buffer里面的闪回数据写入flashback logs.
Result cache –> RCBG:result cache 用于存放SQL语句或者plsql函数在执行过程中，对于原始数据进行运算所得的结果，当数据库再次对相同的对象做同样的操作，可直接获取结果，避免计算资源的浪费。
ASH buffer–>MMNL: ASH buffer用于存放活动会话的统计信息，包括SQL的执行情况，应用连接情况，等待事件等。当ASH buffer 被写满的时候，MMNL进程负责将buffer中的数据写入到磁盘中。
In memory undo（IMU）：在共享池中开辟一块区域，存放临时undo，一个事务中若修改多条数据，不再buffer Cache中的undo数据块做修改，而是增加IMU节点进行记录。主要是为减少undo所产生的Redo。
Private Redo log buffers：主要用于管理IMU所产生的临时Redo，将事务的Redo信息存放在共享池中，减少对Redo log buffer的消耗。
Flash Cache：全称是Database smart flash Cache，是从11.2 开发的一项针对闪存的优化技术，旨在通过使用闪存代替传统的慢速磁盘设备来存储部分数据，已达到减少数据库整体延迟，提高数据库的IOPS，提升数据库性能的目的。

Flash Cache的工作原理如下：

Flash Cache中存放的内容通过两种方式来控制：

1、flash Cache的智能选择算法：评估数据块、索引块的访问频繁程度来决定。

2、对数据库对象的cell_flash_cache属性做修改。

Flash Cache存储内容基本标准

主要是小IO操作，以及数据块、索引块、文件头，控制文件等会被缓存；

针对RMAN备份的IO操作，数据泵IO操作ASM镜像操作以及表空间格式化等不会做缓存；

全表扫描的IO操作的缓存优先级比较低。

当数据存储在flash Cache中，主要是为了提高查询的速度，也就是说，它就相当于在内存之外又增加了一部分buffer Cache的区域，只是性能更好，速度更好。那么跟buffer Cache一样，flash Cache中的数据写满或者写到一定程度就需要把数据写入磁盘，留出空间给新的操作数据。

Flash Cache的flushing过程

缓存内数据写入磁盘称为flushing。可以配置Starting and stopping cache flushing levels值，这个值表示占用整个缓存大小的百分比。当缓存内未写入磁盘的数据达到starting flushing value时，控制器开始flushing（由缓存写入磁盘）。当缓存内未写入磁盘数据量低于stop flush value时，flushing过程停止。

如果start flushing level设置较高，可以在缓存内存更多的未写入数据。这有利于提高写操作的性能，但是要牺牲数据保护。如果要得到数据保护，可以使用较低的start and stop values。经测试表明，使用接近的start and stop flushing levels时性能较好。如果stop level value远远低于start value，在flushing时会导致磁盘拥塞

Smart Flash Logging

长期以来，Redo log的IO瓶颈一直是困扰OLTP系统的一大难题，因为Redo的写入延迟直接拖累了整个系统甚至整个集群的响应速度。

在传统的数据库架构中，一些DBA会将读写延迟较低的小块存储单独划分给Redo，从11204开始，Oracle提出一种新的方案，在闪存区域中专门为Redo开辟一块区域，用于存储临时Redo。

In-Flash Column SCAN

将列存储落到Flash Cache，提高频繁操作的列存储对象的写IO

Change Tracking File:在增量备份中检测块的变化，并记录到文件中。记录单位为block。
wallet：Oracle Wallet是用来存储密钥的容器。简单点来说就是个密码箱，通过这个密码箱，可以使原来需要输入密码的场合能够实现免输密码使用，从而保护了账号口令等敏感信息，使得安全性得到了提高，而且更加方便使用。

多租户解决方案

Application Container

应用容器Application Container是12.2提出来的新的组件，将同一应用下的数据库系统划分到一个子容器中，在保证多租户同一管理的情况下，实现相对的业务隔离和数据安全。

PDB拥有自己的undo表空间

从12.2开始，每个PDB都拥有自己的undo表空间。消除了多个PDB间的争用，若要进行闪回或者基于时间戳的恢复，只需要在自己的undo数据中寻找，提高效率。

PDB的灵活创建方式

1、从PDB$seed（或者application root）创建：通过文件复制的方式

2、现有PDB经过hot clone创建

注：在12.1中，基于一个PDB创建新的PDB的时候，需要将原库以read only的方式打开。