印刻数据库

外观

Oracle 进程模型 ​

Oracle 数据库由多个进程组成，这些进程协同工作以管理数据库的各种资源和操作。理解 Oracle 进程模型对于 DBA 进行性能调优、故障诊断和日常维护至关重要。

进程类型概述 ​

Oracle 进程主要分为两大类：

后台进程 ​

后台进程是 Oracle 数据库实例启动时自动创建的进程，负责维护数据库的正常运行。不同版本的 Oracle 后台进程有所差异，以下是常见的后台进程：

核心后台进程 ​

  • PMON（进程监控器）

    • 职责：监控和管理用户进程，清理异常终止的进程资源
    • 版本差异：所有版本均存在，功能基本一致
    • 典型场景：当用户会话意外断开时，PMON 会释放该会话持有的锁和内存资源
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%PMON%';

  • SMON（系统监控器）

    • 职责：执行系统级别的清理和恢复操作
    • 版本差异：
      • Oracle 11g：支持自动实例恢复
      • Oracle 12c+：增强了对 PDB 的支持
    • 典型场景：数据库实例异常关闭后，SMON 在下次启动时执行实例恢复
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%SMON%';

  • DBWn（数据库写入器）

    • 职责：将脏缓冲区从 SGA 写入数据文件
    • 版本差异：
      • Oracle 11g：最多支持 36 个 DBWn 进程（DBW0-DBW9, DBWa-DBWz）
      • Oracle 12c+：支持自动调整 DBWn 进程数量
    • 典型场景：当脏缓冲区达到阈值或发生检查点时，DBWn 会执行写入操作
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%DBW%';

  • LGWR（日志写入器）

    • 职责：将 redo log 缓冲区的内容写入 redo log 文件
    • 版本差异：
      • Oracle 11g：支持快速提交和组提交
      • Oracle 12c+：增强了对多租户环境的支持
    • 典型场景：当发生提交操作、redo log 缓冲区达到 1/3 或每 3 秒时，LGWR 会执行写入操作
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%LGWR%';

  • CKPT（检查点进程）

    • 职责：触发检查点，更新数据文件和控制文件的检查点信息
    • 版本差异：所有版本均存在，功能基本一致
    • 典型场景：当发生日志切换或达到检查点时间间隔时，CKPT 会执行检查点操作
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%CKPT%';

可选后台进程 ​

  • ARCH（归档进程）

    • 职责：将已填满的 redo log 文件归档到归档日志文件
    • 版本差异：
      • Oracle 11g：支持最多 30 个 ARCH 进程
      • Oracle 12c+：增强了对远程归档的支持
    • 典型场景：在归档模式下，当发生日志切换时，ARCH 会执行归档操作
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%ARCH%';

  • MMON（管理监控进程）

    • 职责：收集 AWR（自动工作负载仓库）统计信息
    • 版本差异：
      • Oracle 11g：引入 AWR 自动收集功能
      • Oracle 12c+：增强了对多租户环境的支持
    • 典型场景：每小时自动收集 AWR 快照
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%MMON%';

  • MMNL（管理监控轻量级进程）

    • 职责：将内存中的统计信息刷新到磁盘
    • 版本差异：Oracle 11g 及以上版本支持
    • 典型场景：当内存中的统计信息达到阈值时，MMNL 会执行刷新操作
    • 监控命令：SELECT * FROM v$process WHERE program LIKE '%MMNL%';

服务器进程 ​

服务器进程是为处理用户请求而创建的进程，负责执行 SQL 语句和处理用户事务。

进程模式 ​

  • 专用服务器模式（Dedicated Server）

    • 每个用户连接对应一个服务器进程
    • 优点：简单易管理，适合小型数据库
    • 缺点：资源消耗大，不适合大规模并发
    • 配置命令：ALTER SYSTEM SET dispatchers='';

  • 共享服务器模式（Shared Server）

    • 多个用户连接共享一个服务器进程
    • 优点：节省资源，适合大规模并发
    • 缺点：管理复杂，可能存在性能瓶颈
    • 配置命令：
      sql
      ALTER SYSTEM SET dispatchers='(PROTOCOL=TCP) (SERVICE=ORCLXDB)';
ALTER SYSTEM SET shared_servers=5;
ALTER SYSTEM SET max_shared_servers=20;

  • Oracle 12c+ 多租户环境

    • 支持 CDB 和 PDB 级别的进程管理
    • 配置命令：
      sql
      ALTER SESSION SET CONTAINER = PDB1;
ALTER SYSTEM SET processes=100 SCOPE=BOTH;

进程间通信 ​

Oracle 进程间通过以下方式进行通信：

  • 共享内存（SGA）：用于进程间共享数据和信息
  • 信号量（Semaphores）：用于进程同步和资源控制
  • 管道（Pipes）：用于进程间数据传输
  • Oracle Net Services：用于客户端与服务器之间的通信

进程与内存关系 ​

  • SGA（系统全局区）：由所有进程共享

    • 包含数据缓冲区、redo log 缓冲区、共享池等
    • 配置命令：ALTER SYSTEM SET sga_target=4G SCOPE=SPFILE;

  • PGA（程序全局区）：每个服务器进程私有

    • 包含排序区、哈希区、会话内存等
    • 配置命令：
      sql
      ALTER SYSTEM SET pga_aggregate_target=2G SCOPE=SPFILE;
ALTER SYSTEM SET workarea_size_policy=AUTO SCOPE=SPFILE;

进程管理最佳实践 ​

专用服务器模式最佳实践 ​

  • 适合并发连接数较少的环境（< 1000）
  • 确保服务器有足够的 CPU 和内存资源
  • 合理设置 processes 参数：
    sql
    -- 查看当前进程数
SELECT COUNT(*) FROM v$process;

-- 查看配置的进程数
SELECT name, value FROM v$parameter WHERE name = 'processes';

-- 修改进程数
ALTER SYSTEM SET processes=500 SCOPE=SPFILE;

共享服务器模式最佳实践 ​

  • 适合并发连接数较多的环境（> 1000）
  • 合理设置 shared_servers 和 dispatchers 参数
  • 监控共享服务器的等待事件：
    sql
    SELECT event, COUNT(*) FROM v$session_wait GROUP BY event;

多租户环境最佳实践 ​

  • 为每个 PDB 合理分配进程资源
  • 监控 CDB 和 PDB 级别的进程使用情况：
    sql
    -- CDB 级别进程数
SELECT COUNT(*) FROM v$process;

-- PDB 级别进程数
ALTER SESSION SET CONTAINER = PDB1;
SELECT COUNT(*) FROM v$process;

进程故障诊断与处理 ​

常见进程故障 ​

  • PMON 进程故障：可能导致进程泄漏和资源耗尽
  • LGWR 进程故障：会导致数据库实例崩溃
  • DBWn 进程故障：可能导致数据库挂起
  • ARCH 进程故障：在归档模式下会导致数据库挂起

故障诊断命令 ​

  • 查看进程状态：

    sql
    SELECT program, status FROM v$process;

  • 查看进程等待事件：

    sql
    SELECT p.program, s.event, s.wait_time FROM v$process p, v$session s WHERE p.addr = s.paddr;

  • 查看进程资源使用情况：

    sql
    SELECT program, pga_used_mem, pga_alloc_mem, pga_max_mem FROM v$process;

故障处理方法 ​

  • 进程异常终止：

    1. 检查告警日志：tail -f $ORACLE_BASE/diag/rdbms/orcl/ORCL/trace/alert_ORCL.log
    2. 检查进程跟踪文件：在告警日志中查找跟踪文件路径
    3. 尝试重启数据库实例（如果必要）

  • 进程挂起：

    1. 找出挂起的进程：SELECT p.spid, s.sid, s.serial#, s.program FROM v$process p, v$session s WHERE p.addr = s.paddr AND s.status = 'ACTIVE' AND s.wait_time = 0;
    2. 分析等待事件：SELECT event, COUNT(*) FROM v$session_wait GROUP BY event ORDER BY 2 DESC;
    3. 尝试终止挂起的会话：ALTER SYSTEM KILL SESSION 'sid,serial#' IMMEDIATE;

版本差异 ​

版本进程模型特性
Oracle 11g引入 MMON 和 MMNL 进程，支持自动 AWR 收集
Oracle 12c增强多租户环境的进程管理，支持 PDB 级别的进程配置
Oracle 19c优化了进程调度算法，提高了并发性能
Oracle 23c引入了新的进程管理机制，支持更细粒度的资源控制

常见问题（FAQ） ​

Q1: 如何确定数据库使用的是专用服务器还是共享服务器模式？ ​

A1: 可以通过以下命令查看：

sql
SELECT server FROM v$session WHERE sid = SYS_CONTEXT('USERENV', 'SID');
-- 结果为 'DEDICATED' 表示专用服务器，'SHARED' 表示共享服务器

Q2: 如何调整 Oracle 数据库的最大进程数？ ​

A2: 可以通过以下命令调整：

sql
-- 查看当前配置
SELECT name, value FROM v$parameter WHERE name = 'processes';

-- 修改配置（需要重启数据库）
ALTER SYSTEM SET processes=500 SCOPE=SPFILE;

Q3: 后台进程异常终止会导致什么后果？ ​

A3: 不同后台进程异常终止的后果不同：

  • PMON、SMON、CKPT：可能导致资源泄漏，需要重启数据库
  • DBWn：可能导致数据库挂起
  • LGWR：会导致数据库实例崩溃
  • ARCH：在归档模式下会导致数据库挂起

Q4: 如何监控 Oracle 进程的资源使用情况？ ​

A4: 可以通过以下命令监控：

sql
-- 查看进程内存使用情况
SELECT program, pga_used_mem/1024/1024 AS pga_used_mb, pga_alloc_mem/1024/1024 AS pga_alloc_mb FROM v$process ORDER BY pga_used_mem DESC;

-- 查看进程 CPU 使用情况
SELECT p.spid, s.username, s.program, p.cpu_time/1000000 AS cpu_sec FROM v$process p, v$session s WHERE p.addr = s.paddr ORDER BY p.cpu_time DESC;

Q5: 共享服务器模式下如何调整调度进程数量？ ​

A5: 可以通过以下命令调整：

sql
-- 查看当前配置
SELECT name, value FROM v$parameter WHERE name IN ('dispatchers', 'shared_servers', 'max_shared_servers');

-- 修改配置
ALTER SYSTEM SET dispatchers='(PROTOCOL=TCP) (SERVICE=ORCLXDB) (DISPATCHERS=3)';
ALTER SYSTEM SET shared_servers=10;
ALTER SYSTEM SET max_shared_servers=30;

Q6: Oracle 19c 中进程模型有哪些改进？ ​

A6: Oracle 19c 中进程模型的主要改进包括：

  • 优化了进程调度算法，提高了并发性能
  • 增强了对大内存系统的支持
  • 改进了进程异常处理机制
  • 优化了共享服务器模式的性能

相关命令速查 ​

命令用途
SELECT * FROM v$process;查看所有进程信息
SELECT * FROM v$bgprocess;查看后台进程信息
SELECT * FROM v$session;查看会话信息
ALTER SYSTEM SET processes=500 SCOPE=SPFILE;修改最大进程数
ALTER SYSTEM SET shared_servers=5;设置共享服务器数量
ALTER SYSTEM KILL SESSION 'sid,serial#' IMMEDIATE;终止会话
SHOW PARAMETER processes;查看进程相关参数

总结 ​

Oracle 进程模型是数据库架构的重要组成部分，理解进程模型对于 DBA 进行日常运维、性能调优和故障诊断至关重要。DBA 应该根据实际业务需求选择合适的进程模式，合理配置进程相关参数，并定期监控进程状态和资源使用情况，以确保数据库的稳定高效运行。