詳解數(shù)據(jù)庫進程LGWR\DBWn\CKPT\SMON\PMON\ARCn\RECO\的觸發(fā)條件

東西二王 2019-05-19

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概述

Oracle有很多相關(guān)的后臺進程，如LGWR、DBWn、CKPT、SMON、PMON、ARCn、RECO等，那么這些進程主要是做什么呢？什么時候又會觸發(fā)這些進程呢？

Oracle進程

$詳解數(shù)據(jù)庫進程LGWR\DBWn\CKPT\SMON\PMON\ARCn\RECO\的觸發(fā)條件$

● 系統(tǒng)監(jiān)控進程（SMON），主要任務(wù)是實例啟動時執(zhí)行恢復(fù)性工作，對有故障數(shù)據(jù)庫實例進行恢復(fù)。

● 進程監(jiān)控進程（PMON），主要任務(wù)用于恢復(fù)失敗的用戶進程。

● 數(shù)據(jù)庫寫入進程（DBWn），將修改后的數(shù)據(jù)塊內(nèi)容寫回數(shù)據(jù)文件。

● 日志寫入進程（LGWR），將內(nèi)存中的日志內(nèi)容寫入日志文件。

● 檢查點進程（CKPT），啟動檢查點，用于減少數(shù)據(jù)庫實例恢復(fù)所需要的時間。

● 歸檔進程（ARCn），當數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以歸檔方式運行時調(diào)用該進程完成日志歸檔。

● 恢復(fù)進程（RECO），用于分布式數(shù)據(jù)庫中的失敗處理。

● 鎖進程（LCKn），在并行服務(wù)器模式下確保數(shù)據(jù)的一致性。

● 調(diào)度進程（Dnnn），負責把用戶進程分配到可用的服務(wù)進程進行處理。

LGWR（重做日志緩沖區(qū)--》日志文件）

當運行 DML 或 DDL 語句時，服務(wù)器進程首先要將事務(wù)的變化記載到重做日志緩沖區(qū)，然后才會寫入數(shù)據(jù)高速緩沖區(qū)，并且重做日志緩沖區(qū)的內(nèi)容將會被寫入聯(lián)機重做日志文件，以避免系統(tǒng)出現(xiàn)意外帶來的數(shù)據(jù)損失（如果操作系統(tǒng)斷電，內(nèi)存中的重做日志緩沖區(qū)的內(nèi)容會丟失，而存在磁盤上的聯(lián)機日志文件則不會丟失），這項任務(wù)由 LGWR 來完成。

在出現(xiàn)以下情況時 LGWR 會開始工作：

● 在 DWBR 進程將臟緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)文件之前。 //預(yù)寫協(xié)議 ● 在重做日志記錄達到緩沖區(qū)的三分之一。 ● 日志緩沖區(qū)記錄的日志多于 1M。 ● 每隔 3 秒鐘。 //重做日志緩沖區(qū)是循環(huán)使用的，要騰出足夠的空間給新的記錄使用 ● 提交事務(wù)（執(zhí)行 Commit）。 //提交事務(wù)相當于確定保存修改，不存入日志文件就有丟失的可能

Oracle 總是先記載數(shù)據(jù)變化到重做日志緩沖區(qū)，然后才修改數(shù)據(jù)高速緩存。與之類似，在后臺進程 DBWn 將臟緩沖區(qū)寫入到數(shù)據(jù)文件之前，首先要由后臺進程 LGWR 將重做日志緩沖區(qū)寫入到重做日志中。與數(shù)據(jù)高速緩存相比，重做日志緩沖區(qū)相對要小得多，但寫入頻率高的多，Oracle 必須要確保重做日志緩沖區(qū)總有足夠的空間容納新事務(wù)，因此每隔 3 秒鐘或重做日志緩沖區(qū)已有三分之一填滿時 LGWR 會自動工作。

另外，Oracle 采用了快速提交機制，當執(zhí)行 COMMIT 操作時，并不是將“臟緩沖區(qū)”數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)文件中，而是將重做日志緩沖區(qū)的內(nèi)容寫入到重做日志文件中，以確保數(shù)據(jù)庫完整性。此時即使系統(tǒng)出現(xiàn)意外情況（如掉電、系統(tǒng)崩潰等），因為被提交事務(wù)已經(jīng)記載到了存放在磁盤上的聯(lián)機重做日志文件中，將來在重新啟動數(shù)據(jù)庫時系統(tǒng)會自動進行實例恢復(fù)，并將事務(wù)所修改數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)文件中，從而避免了數(shù)據(jù)丟失。

DBWn（數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)--》數(shù)據(jù)文件）

一個數(shù)據(jù)庫寫進程（ DBW0 ）適用于大多數(shù)系統(tǒng)，但數(shù)據(jù)庫管理員可以配置額外的進程（DBW0-DBW9，最多 10 個進程），以提高寫入性能，通過設(shè)置初始化參數(shù)DB_WRITER_PROCESSES 來完成。

當數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)的塊被修改，它被標記為臟緩沖區(qū)并添加到以 SCN（System Change Number，系統(tǒng)更改號，這里可以看做“時間”）為順序的 LRUW（LRUWriter）列表。

在出現(xiàn)以下情況時 DBWn 進程會開始工作：

● 系統(tǒng)發(fā)出檢查點指令。
//同步數(shù)據(jù)，詳見檢查點進程（CKPT） 。
● 臟緩沖區(qū)個數(shù)達到指定閥值。
● 服務(wù)進程搜索一定數(shù)目的數(shù)據(jù)塊后，不能找到自由緩沖區(qū)。
● 數(shù)據(jù)寫入計時時間到。
//客戶端執(zhí)行 SELECT\INSERT\UPDATE\DELETE 語句時，都需要訪問數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)。如果是第一次訪問，必須要將數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)文件讀取到數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)，所以 Oracle 必須要確保數(shù)據(jù)高速緩存總是存在足夠的“自由緩沖區(qū)”以容納新數(shù)據(jù)。當 DBWn 進程將臟緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)塊寫入到數(shù)據(jù)文件后，Oracle 將把“臟緩沖區(qū)”標記為“自由緩沖區(qū)” 。
因此，為了保證有足夠“自由緩沖區(qū)”來存放新的數(shù)據(jù)塊，需要 DBWn 進程工作。
● 表空間脫機或進入只讀狀態(tài)。
● 執(zhí)行刪除或截斷表操作。
● 執(zhí)行 ALTER TABLESPACE … BEGIN BACKUP 命令
//需要同步數(shù)據(jù)，原理同檢查點

CKPT（識別SCN,同步所有數(shù)據(jù)文件、控制文件和重做日志文件）

Oracle 數(shù)據(jù)庫在執(zhí)行涉及數(shù)據(jù)變化的語句時，會針對任何修改生成一個順序遞增 SCN值，并且會將 SCN 值連同事務(wù)的變化一起記載到重做日志緩沖區(qū)。在數(shù)據(jù)文件、控制文件頭部以及重做日志文件中都記載有該值。Oracle 通過比較各種文件的 SCN 值，確定文件是否損壞、系統(tǒng)是否異常，最終確定系統(tǒng)是需要進行實例恢復(fù)還是介質(zhì)恢復(fù)。在發(fā)出檢查點時，數(shù)據(jù)文件、控制文件和重做日志的 SCN 值完全一致。

進程 CKPT 在以下情況下會開始工作：

● 發(fā)生日志切換。 ● 關(guān)閉實例(SHUTDOWN ABORT 除外)。 ● 手工執(zhí)行檢查點操作。 ● 由初始化參數(shù) LOG_CHECKPOINT_INTERVAL 和LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT 強制發(fā)出。

假設(shè)現(xiàn)在有一張員工工資表，員工號 7899 的員工張三工資為 8000，由于工作表現(xiàn)良好，現(xiàn)在為其加薪到 10000。

1> 此時，第一次讀取，需要將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)文件讀入數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)。

$詳解數(shù)據(jù)庫進程LGWR\DBWn\CKPT\SMON\PMON\ARCn\RECO\的觸發(fā)條件$

2> 數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)后，我們修改數(shù)據(jù)的條目先記錄入重做日志緩沖區(qū)：

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3> 接著新數(shù)據(jù)被寫入數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)

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4> 提交，LGWR 進程將條目從重做日志緩沖區(qū)寫入聯(lián)機重做日志文件

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5> 執(zhí)行檢查點 CKPT，同步數(shù)據(jù)庫

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發(fā)現(xiàn)聯(lián)機日志文件為最新，同步更新數(shù)據(jù)文件、控制文件，觸發(fā)了 DBWn 進程。

SMON（重做日志文件--》數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)）

在實例啟動時，如果上一次數(shù)據(jù)庫是非正常關(guān)閉，并且重做日志文件和控制文件的 SCN 值是不同的，Oracle 將自動在重新打開數(shù)據(jù)庫之前，通過執(zhí)行重做日志文件的記錄，來同步所有數(shù)據(jù)文件、控制文件和重做日志文件，確保所有數(shù)據(jù)庫文件的一致性，然后才打開數(shù)據(jù)庫。

系統(tǒng)掉電，導(dǎo)致內(nèi)存中的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)）的數(shù)據(jù)丟失。那么自然上例中的第五步無法完成（無法從數(shù)據(jù)庫高速緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)文件），但是由于此時已寫入聯(lián)機日志文件。因此，此時數(shù)據(jù)將從聯(lián)機日志文件中更新，而更新的數(shù)據(jù)量是多少，自然就是由 SCN 決定。

這一過程我們成為“實例恢復(fù)” 。該過程不需要數(shù)據(jù)庫管理員手工干預(yù)，由 SMON 進程自動完成。

該進程還負責在啟動實例時清理臨時段和合并區(qū)（Extent）碎片等工作。所以 SMON進程的工作歸納如下：

● 進行實例恢復(fù)
● 合并數(shù)據(jù)文件的自由空間
● 釋放數(shù)據(jù)文件的臨時段

PMON（對失敗的用戶進程或服務(wù)進程進行恢復(fù)，回收內(nèi)存，回滾沒有完成的事務(wù)）

當 PMON 檢測到用戶進程失敗時，進行的工作歸納如下：

● 回滾當前用戶的事務(wù) ● 釋放當前用戶加的表或行級鎖 ● 釋放用戶的其他資源 ● 重新啟動死掉的調(diào)度進程

ARCn（重做日志文件--》歸檔文件）

日志文件是循環(huán)使用的，當一個日志寫滿后，自動切換到另一個日志文件。ARCn 進程在重做日志文件進行切換時開始工作，將寫滿的重做日志文件寫入歸檔日志文件。根據(jù)歸檔任務(wù)量的大小，通過設(shè)置初始化參數(shù)，可以同時啟動多個 ARCn 進程。Oracle 服務(wù)器默認的是非歸檔模式，通過修改初始化參數(shù)文件中的參數(shù)可以改變歸檔模式。生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫通常都

會設(shè)置為歸檔模式。

RECO恢復(fù)進程

RECO 恢復(fù)進程負責在分布式數(shù)據(jù)庫（Distributed Database）環(huán)境下,自動恢復(fù)失敗的分布式事務(wù)。當某個分布式事務(wù)由于網(wǎng)絡(luò)連接故障或者其他原因失敗時，RECO 進程將會嘗試與該事物相關(guān)的所有數(shù)據(jù)庫進行聯(lián)系，已完成對失敗事物的處理工作。