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Arquitetura Completa do Oracle Database
Visão Geral: Instância + Database
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ORACLE INSTANCE │
│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ SGA (System Global Area) │ │
│ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │
│ │ │ Shared Pool │ │ Database │ │ Redo Log │ │ │
│ │ │ │ │ Buffer Cache │ │ Buffer │ │ │
│ │ │ - Library │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ Cache │ │ (Data Blocks)│ │ (Redo │ │ │
│ │ │ - Data Dict │ │ │ │ Entries) │ │ │
│ │ │ Cache │ │ │ │ │ │ │
│ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │ │
│ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │
│ │ │ Java Pool │ │ Large Pool │ │ │
│ │ └──────────────┘ └──────────────┘ │ │
│ └───────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ BACKGROUND PROCESSES │ │
│ │ PMON SMON DBWn LGWR CKPT ARCn RECO ... │ │
│ └───────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ USER PROCESSES │ │
│ │ Server Process 1 → PGA (Program Global Area) │ │
│ │ Server Process 2 → PGA │ │
│ │ Server Process n → PGA │ │
│ └───────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
↓ ↑
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ORACLE DATABASE │
│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ PHYSICAL STRUCTURES │ │
│ │ │ │
│ │ Data Files Control Files Redo Log Files │ │
│ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ │
│ │ │ system01 │ │ control1 │ │ redo01 │ │ │
│ │ │ sysaux01 │ │ control2 │ │ redo02 │ │ │
│ │ │ users01 │ │ control3 │ │ redo03 │ │ │
│ │ │ undotbs1 │ └──────────┘ └──────────┘ │ │
│ │ │ temp01 │ │ │
│ │ └──────────┘ Archive Log Files │ │
│ │ ┌──────────┐ │ │
│ │ Parameter File │ arch0001 │ │ │
│ │ ┌──────────┐ │ arch0002 │ │ │
│ │ │ spfile │ │ arch... │ │ │
│ │ └──────────┘ └──────────┘ │ │
│ └───────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Instância
Estruturas em memória (SGA, PGA) e processos que gerenciam o acesso aos dados. Existe apenas enquanto o banco está rodando.
Database
Arquivos físicos no disco que armazenam os dados, metadados e logs. Persistem mesmo quando o banco está desligado.
💾
SGA - System Global Area
Componentes da SGA
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SGA (Shared Memory) │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ DATABASE BUFFER CACHE │ │ │ │ • Armazena cópias de blocos de dados lidos do disco │ │ │ │ • Reduz I/O físico mantendo dados em memória │ │ │ │ • Gerenciado por algoritmo LRU (Least Recently Used)│ │ │ │ • Tamanho: configurável via DB_CACHE_SIZE │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ SHARED POOL │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Library Cache │ │ │ │ │ │ • SQL statements parsed │ │ │ │ │ │ • Execution plans │ │ │ │ │ │ • PL/SQL code │ │ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Data Dictionary Cache │ │ │ │ │ │ • Metadados de tabelas, índices, usuários │ │ │ │ │ │ • Informações de privilégios │ │ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ Tamanho: SHARED_POOL_SIZE │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ REDO LOG BUFFER │ │ │ │ • Armazena alterações (redo entries) antes de gravar│ │ │ │ • LGWR escreve para redo log files │ │ │ │ • Tamanho: LOG_BUFFER │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ LARGE POOL (Opcional) │ │ │ │ • Usado por RMAN, Shared Server, Parallel Queries │ │ │ │ • Reduz fragmentação do Shared Pool │ │ │ │ • Tamanho: LARGE_POOL_SIZE │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ JAVA POOL (Opcional) │ │ │ │ • Usado por Java Virtual Machine dentro do Oracle │ │ │ │ • Tamanho: JAVA_POOL_SIZE │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ Gerenciamento Automático: SGA_TARGET (ASMM) │ │ Gerenciamento Completo: MEMORY_TARGET (AMM) │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
⚙️
Processos de Background
🔄
PMON - Process Monitor
- Detecta processos falhos
- Libera recursos de sessões mortas
- Faz rollback de transações incompletas
- Registra instância no listener
🛠️
SMON - System Monitor
- Recovery na inicialização (instance recovery)
- Limpa segmentos temporários
- Coalece espaços livres em tablespaces
- Recupera transações mortas
💿
DBWn - Database Writer
- Escreve blocos sujos (dirty blocks) para disco
- Escreve em checkpoints
- Quando buffer cache está cheio
- Múltiplos processos: DBW0..DBW9, DBWa..DBWj
📝
LGWR - Log Writer
- Escreve redo log buffer para redo log files
- Escreve em COMMIT
- A cada 3 segundos
- Quando buffer está 1/3 cheio
✅
CKPT - Checkpoint
- Atualiza headers dos datafiles
- Atualiza control files
- Sinaliza DBWn para escrever dirty blocks
- Reduz tempo de recovery
📦
ARCn - Archiver
- Copia redo logs para archive logs
- Apenas em ARCHIVELOG mode
- Essencial para backups completos
- Múltiplos processos: ARC0..ARC9, ARCa..ARCt
📁
Estruturas Físicas do Database
┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ PHYSICAL DATABASE FILES │ ├───────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ DATA FILES (.dbf) │ │ │ │ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Tablespace: SYSTEM │ │ │ │ │ │ File: /u01/oradata/ORCL/system01.dbf │ │ │ │ │ │ • Data dictionary │ │ │ │ │ │ • System tables │ │ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Tablespace: SYSAUX │ │ │ │ │ │ File: /u01/oradata/ORCL/sysaux01.dbf │ │ │ │ │ │ • Auxiliary system data │ │ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Tablespace: USERS │ │ │ │ │ │ File: /u01/oradata/ORCL/users01.dbf │ │ │ │ │ │ • User data and objects │ │ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Tablespace: UNDOTBS1 │ │ │ │ │ │ File: /u01/oradata/ORCL/undotbs01.dbf │ │ │ │ │ │ • Undo data (rollback segments) │ │ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ │ │ Tablespace: TEMP │ │ │ │ │ │ File: /u01/oradata/ORCL/temp01.dbf │ │ │ │ │ │ • Sort operations, temporary data │ │ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ CONTROL FILES (.ctl) │ │ │ │ • /u01/oradata/ORCL/control01.ctl │ │ │ │ • /u01/fast_recovery_area/ORCL/control02.ctl │ │ │ │ • Database structure metadata │ │ │ │ • Datafile locations and names │ │ │ │ • Checkpoint information │ │ │ │ • CRITICAL: Multiplexed for redundancy │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ REDO LOG FILES (.log) │ │ │ │ Group 1: │ │ │ │ • /u01/oradata/ORCL/redo01a.log │ │ │ │ • /u01/oradata/ORCL/redo01b.log │ │ │ │ Group 2: │ │ │ │ • /u01/oradata/ORCL/redo02a.log │ │ │ │ • /u01/oradata/ORCL/redo02b.log │ │ │ │ Group 3: │ │ │ │ • /u01/oradata/ORCL/redo03a.log │ │ │ │ • /u01/oradata/ORCL/redo03b.log │ │ │ │ • Record all changes (DML, DDL) │ │ │ │ • Circular usage (log switch) │ │ │ │ • Multiplexed members in each group │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ ARCHIVE LOG FILES (when in ARCHIVELOG mode) │ │ │ │ • /u01/fast_recovery_area/ORCL/archivelog/ │ │ │ │ - arch_1_12345.arc │ │ │ │ - arch_1_12346.arc │ │ │ │ - ... │ │ │ │ • Copies of filled redo logs │ │ │ │ • Required for point-in-time recovery │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ PARAMETER FILE │ │ │ │ SPFILE: /u01/oracle/dbs/spfileORCL.ora │ │ │ │ (Binary, managed by Oracle) │ │ │ │ OR │ │ │ │ PFILE: /u01/oracle/dbs/initORCL.ora │ │ │ │ (Text, manually editable) │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └───────────────────────────────────────────────────────────────────┘
🔄
Fluxo de Operações
Fluxo de uma Transação (UPDATE)
1. User Process executa: UPDATE employees SET salary = 5000 WHERE id = 123;
2. Server Process:
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ① Verifica se bloco está no DB Buffer Cache │
│ • Se SIM → lê da memória (logical read) │
│ • Se NÃO → lê do datafile (physical read) │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ② Gera UNDO entry (valor antigo) no Undo Segment │
│ • Permite ROLLBACK │
│ • Read consistency para outras sessões │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ③ Gera REDO entry no Redo Log Buffer │
│ • Registra a mudança (change vector) │
│ • Protege contra falhas │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ④ Atualiza bloco no DB Buffer Cache │
│ • Bloco agora é "dirty" (modificado) │
│ • Ainda NÃO está no disco │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
3. User executa: COMMIT;
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ⑤ LGWR escreve Redo Log Buffer → Redo Log Files │
│ • SYNC write (aguarda confirmação do OS) │
│ • Transação é DURÁVEL após este ponto │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ⑥ Server Process confirma COMMIT ao usuário │
│ • "Commit complete" │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
4. Em background (assíncrono):
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ⑦ DBWn escreve dirty blocks → Data Files │
│ • Acontece em checkpoints │
│ • Ou quando buffer cache está cheio │
│ • NÃO bloqueia o COMMIT │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
IMPORTANTE:
- COMMIT força LGWR a escrever (redo logs SEMPRE antes de retornar)
- COMMIT NÃO força DBWn (datafiles escritos depois, de forma lazy)
- Recovery usa redo logs para replicar mudanças não escritas em datafiles
💡
Como Usar Estes Diagramas
✓
Referência Rápida
Imprima e mantenha próximo durante troubleshooting.
✓
Treinamento
Use para explicar arquitetura para novos membros da equipe.
✓
Diagnóstico
Identifique qual componente está envolvido em um problema de performance.
✓
Planejamento
Use para decidir alocação de memória, quantidade de processos, etc.