1.1　實例的體系結構

當用戶訪問數據庫時，需要在操作系統中運行相關的應用程序，如SQL*Plus，啟動用戶進程。用戶進程通過實例訪問數據庫。實例和數據庫組成了數據庫服務器，一個數據庫服務器中至少有一個實例。在單機環境中，實例和數據庫是一一對應的，一個實例只能和一個數據庫建立關聯關系，一個數據庫也只能被一個實例加載。在RAC環境中，一個數據庫可以對應多個實例，用戶進程可以通過任何一個實例訪問數據庫。

在本節將主要介紹“實例的概念”及“實例的構成”。

1.1.1　實例的概念

實例（Instance）是一組內存結構和后臺進程的集合。當用戶訪問數據庫時，在數據庫服務器端首先要啟動一個實例，在內存中分配一定的存儲空間，并啟動一些后臺進程。內存空間的作用是存儲與用戶訪問有關的重要數據，后臺進程的功能是監視系統的運行狀態，并負責在實例和數據庫之間交換數據。在支持線程的操作系統中，這些后臺進程以線程的方式運行。

用戶訪問數據庫的操作是通過實例來完成的。實例通過后臺進程與數據庫中的文件進行交互，將用戶修改過的或新增加的數據寫入文件，而用戶對數據的所有訪問都是在實例的內存結構中進行的。引入實例的好處是顯而易見的：數據位于內存中，用戶讀/寫內存的速度要比直接讀/寫磁盤快得多，而且內存中的數據可以在多個用戶之間共享，從而提高了數據訪問的并發性。

Oracle適用于大型的應用系統，如果有成千上萬個用戶同時訪問數據庫時，采用并發能力不強的數據庫是件不可思議的事情。由此可見，Oracle的實例對于數據庫的性能是多么的重要。

1.1.2　實例的構成

當數據庫服務器啟動時，首先啟動實例，然后加載并打開數據庫。當用戶訪問數據庫時，數據庫服務器便為用戶進程啟動一個服務器進程，負責處理用戶進程的所有請求，例如，將用戶訪問的數據從數據文件讀到內存中。

在計算機的內存中不僅要存儲數據庫中的數據，還要存儲數據字典的信息、重做日志以及經過解析的SQL代碼等。實例中的這部分內存結構叫作系統全局區（System Global Area，SGA）。

SGA是實例中最重要的組成部分，一個實例只有一個SGA。SGA中的數據可以在多個用戶進程之間共享。SGA由若干個緩存和緩沖池組成，不同類型的數據存儲在不同的緩存和緩沖池中。SGA的大小可以定制，通過在參數文件中為各個緩存和緩沖池分別指定大小，可以確定SGA的大小。

用戶對數據的操作實際上是在SGA中進行的，當啟動數據庫服務器時，首先啟動實例，然后數據庫被打開。當用戶進程向服務器進程發出請求時，服務器進程將用戶請求的數據讀到SGA中，用戶對數據的所有訪問直接在SGA中完成，其他用戶進程也可以在SGA中訪問相同的數據。當關閉實例時，未保存的數據寫入數據文件中，SGA被撤銷，所有的數據從SGA中清除。

當用戶訪問數據庫時，實例為用戶進程啟動一個服務器進程，并分配一段內存區，用來保存用戶進程的私有信息和控制信息，這段內存區叫作程序全局區（Program Global Area，PGA）。

SGA是所有用戶進程共享的，只要實例被啟動，無論是否有用戶訪問數據庫，SGA都存在。而PGA是用戶進程私有的，當用戶進程向數據庫服務器發出請求時，實例為用戶進程分配PGA，當用戶進程結束時，PGA自動釋放。

由此可見，實例中的內存結構包括SGA和PGA兩部分。SGA是所有用戶共享的，它在實例的運行過程中一直存在。嚴格地說，PGA并不屬于實例，它是服務器進程的一部分，是用戶進程私有的，是一種臨時的內存結構。Oracle允許成千上萬個用戶同時訪問數據庫，并提供了一種巧妙的機制來確保用戶對數據的安全、高效訪問。在Oracle實例中包含一組后臺進程，它們負責完成復雜的數據訪問和維護工作。在Oracle實例中可以啟動以下后臺進程：SMON（系統監視進程）、DBWR（數據庫寫進程）、PMON（監控和管理進程）、CKPT（檢查點進程）、LGWR（日志寫進程）、ARCH（歸檔日志進程）、RECO（恢復進程）。其中有些進程是必須啟動的，而另外一些是可選的。在默認情況下，實例將啟動SMON（系統監視進程）、DBWR（數據庫寫進程）、PMON（監控和管理進程）、CKPT（檢查點進程）、LGWR（日志寫進程）和ARCH（歸檔日志進程）6個后臺進程（參照圖1-1）。

實例的組成如圖1-2所示。在接下來的幾節中，本書將分別對實例的內存結構和后臺進程進行詳細的介紹。