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oracle 数据库启动阶段分析

2024-08-29 14:00:33
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供稿:网友

Oracle Server主要由两部分组成:Instance 和Database 。Instance 是指一组后台进程/线程和一块共享内存区域,而 Database是指存储在磁盘上的一组物理文件。本文由数据库 如何启动入手。

数据库的启动

首先来分析一下数据库的启动过程,Oracle 数据库的启动主要包含 3 个步骤:

(1)启动数据库到 nomount 状态;

(2)启动数据库到 mount 状态;

(3)启动数据库到 open 状态。

下面逐个来看看各个步骤的具体过程以其含义。

1. 启动数据库到nomount 状态

在启动的第一步骤,Oracle 首先寻找参数文件(pfile/spfile ),然后根据参数文件中 的设置,创建实例,分配内存,启动后台进程。

在这里可以看到,只要拥有了一个参数文件,就可以凭之启动实例(Instance), 这一步 骤并不需要任何控制文件或数据文件的参与。

在创建数据库时,如果在这一步骤就出现问题,那么通常可能是系统配置(内核参数等)存在问题,用户需要检查是否分配了足够的系统资源等。 来看一下启动到 nomount 状态的过程:

[oracle/9016.html">oracle@dbtest dbs]$ cd $ORACLE_HOME/dbs[oracle@dbtest dbs]$ lshc_orcl.dat init.ora initorcl.ora lkORCL orapworcl spfileorcl.ora[oracle@dbtest dbs]$ sqlplus / as sysdbaSQL*Plus: Release 11.2.0.1.0 Production on Wed May 4 10:36:45 2016Copyright (c) 1982, 2009, Oracle. All rights reserved.Connected to an idle instance.SQL> startup nomount;ORACLE instance started.Total System Global Area 1152450560 bytesFixed Size         2212696 bytesVariable Size       922750120 bytesDatabase Buffers     218103808 bytesRedo Buffers        9383936 bytesSQL>

注意这里,Oracle 根据参数文件的内容,创建了 instance ,分配了相应的内存区域,启 动了相应的后台进程。 此时观察警报日志文件(alert_<sid>.log ; show parameter dump查看路径),可以看到这一阶段的启动过程,读取参数 文件,应用参数启动实例,所有在参数文件中定义的非缺省参数都会记录在警报日志文件中:

Starting up:Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - 64bit ProductionWith the Partitioning, OLAP, Data Mining and Real Application Testing options.Using parameter settings in server-side spfile /u01/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/spfileorcl.oraSystem parameters with non-default values: processes        = 150 sga_target        = 176M memory_target      = 1104M memory_max_target    = 1104M control_files      = "/u01/app/oracle/oradata/orcl/control01.ctl" control_files      = "/u01/app/oracle/flash_recovery_area/orcl/control02.ctl" db_block_size      = 8192 compatible        = "11.2.0.0.0" db_recovery_file_dest  = "/u01/app/oracle/flash_recovery_area" db_recovery_file_dest_size= 3882M undo_tablespace     = "UNDOTBS1" remote_login_passwordfile= "EXCLUSIVE" db_domain        = "oracle.com" global_names       = FALSE dispatchers       = "(PROTOCOL=TCP) (SERVICE=orclXDB)" shared_servers      = 5 audit_file_dest     = "/u01/app/oracle/admin/orcl/adump" audit_trail       = "DB" db_name         = "orcl" open_cursors       = 300 diagnostic_dest     = "/u01/app/oracle"

然后后台进程依次启动:

Wed May 04 10:36:55 2016PMON started with pid=2, OS id=3128 Wed May 04 10:36:55 2016VKTM started with pid=3, OS id=3132 at elevated priorityVKTM running at (10)millisec precision with DBRM quantum (100)msWed May 04 10:36:55 2016GEN0 started with pid=4, OS id=3138 Wed May 04 10:36:55 2016DIAG started with pid=5, OS id=3142 Wed May 04 10:36:55 2016DBRM started with pid=6, OS id=3146 Wed May 04 10:36:55 2016PSP0 started with pid=7, OS id=3150 Wed May 04 10:36:55 2016DIA0 started with pid=8, OS id=3158 Wed May 04 10:36:55 2016MMAN started with pid=9, OS id=3162 Wed May 04 10:36:55 2016DBW0 started with pid=10, OS id=3166 Wed May 04 10:36:55 2016LGWR started with pid=11, OS id=3170 Wed May 04 10:36:55 2016CKPT started with pid=12, OS id=3175 Wed May 04 10:36:55 2016SMON started with pid=13, OS id=3179 Wed May 04 10:36:55 2016RECO started with pid=14, OS id=3184 Wed May 04 10:36:55 2016MMON started with pid=15, OS id=3189 starting up 1 dispatcher(s) for network address '(ADDRESS=(PARTIAL=YES)(PROTOCOL=TCP))'...Wed May 04 10:36:55 2016MMNL started with pid=16, OS id=3193 starting up 5 shared server(s) ...ORACLE_BASE from environment = /u01/app/oracle

这里注意一下 Oracle选择参数文件的顺序:

Oracle 首选spfile<sid>.ora文件作为启动参数文件;如果该文件不 存在,Oracle选择spfile.ora 文件;如果前两者都不存在,Oracle将会选择 init<sid>.ora文件;如果以上 3 个文件都不存在,Oracle 将无法创建和启动 instance ,Oracle将无法启动。

用户可以在SQL*PLUS 中通过show parameter spfile 命令来检查数据库是否使用了 spfile文件,如果 value 不为Null,则数据库使用了 spfile文件:

SQL> show parameter spfileNAME                 TYPE    VALUE------------------------------------ ----------- ------------------------------spfile                string   /u01/app/oracle/product/11.2.0                         /db_1/dbs/spfileorcl.oraSQL>

这时候也可以从操作系统查看启动了的后台进:

[root@dbtest trace]# ps -ef|grep ora_ oracle  3128   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_pmon_orcloracle  3132   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_vktm_orcloracle  3138   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_gen0_orcloracle  3142   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_diag_orcloracle  3146   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_dbrm_orcloracle  3150   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_psp0_orcloracle  3158   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_dia0_orcloracle  3162   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_mman_orcloracle  3166   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_dbw0_orcloracle  3170   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_lgwr_orcloracle  3175   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_ckpt_orcloracle  3179   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_smon_orcloracle  3184   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_reco_orcloracle  3189   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_mmon_orcloracle  3193   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_mmnl_orcloracle  3197   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_d000_orcloracle  3201   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_s000_orcloracle  3205   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_s001_orcloracle  3209   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_s002_orcloracle  3213   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_s003_orcloracle  3217   1 0 10:36 ?    00:00:00 ora_s004_orclroot   3358 3253 0 10:50 pts/3  00:00:00 grep ora_

如果这3 个文件都不存在,Oracle 将无法启动:

[oracle@dbtest dbs]$ mv init.ora init.ora.bak[oracle@dbtest dbs]$ mv initorcl.ora initorcl.ora.bak[oracle@dbtest dbs]$ mv spfileorcl.ora spfileorcl.ora.bak[oracle@dbtest dbs]$ lshc_orcl.dat init.ora.bak initorcl.ora.bak lkORCL orapworcl spfileorcl.ora.bak[oracle@dbtest dbs]$ sqlplus / as sysdbaSQL*Plus: Release 11.2.0.1.0 Production on Wed May 4 10:55:42 2016Copyright (c) 1982, 2009, Oracle. All rights reserved.Connected to an idle instance.SQL> startup nomount;ORA-01078: failure in processing system parametersLRM-00109: could not open parameter file '/u01/app/oracle/product/11.2.0/db_1/dbs/initorcl.ora'

在Oracle整个启动过程中,参数文件是写在应用程序中的硬代码,按照如上顺序进行查 找,不能改变Oracle的搜索路径及行为,但是如果参数文件不在相应的位置,在Linux/UNIX 系统上,可以通过符号链接来进行重定位。

在参数文件中,通常需要最少的参数是 db_name,设置了这个参数之后,数据库实例就可以启动,来看一个简单的测试:

SQL> ! echo "db_name=julia" > initorcl.oraSQL> startup nomount;ORACLE instance started.Total System Global Area 217157632 bytesFixed Size         2211928 bytesVariable Size       159387560 bytesDatabase Buffers      50331648 bytesRedo Buffers        5226496 bytes

这样,就通过了最少的参数需求启动了 Oracle实例。

2. 启动数据库到mount 状态

启动到nomount 状态以后,Oracle就可以从参数文件中获得控制文件的位置信息, 这一部分信息在参数文件中的记录类似如下所示(Oracle缺省会创建3 个控制文件,这 3 个控制文件的内容完全一致,是Oracle为了安全而采用的镜像手段,在生产环境中,通 常应该将3 个控制文件存放在不同的物理硬盘上,避免因为介质故障而同时损坏3 个控制 文件):

SQL> show parameter control_filesNAME                 TYPE    VALUE------------------------------------ ----------- ------------------------------control_files            string   /u01/app/oracle/product/11.2.0                         /db_1/dbs/cntrlorcl.dbf

在nomount 状态,可以查询v$parameter视图,获得控制文件信息,这部分信息来自启 动的参数文件;当数据库 mount 之后,可以查询 v$controlfile视图获得关于控制文件的信 息,此时,这部分信息来自控制文件:

[oracle@dbtest dbs]$ mv init.ora.bak init.ora[oracle@dbtest dbs]$ mv initorcl.ora.bak initorcl.ora[oracle@dbtest dbs]$ mv spfileorcl.ora.bak spfileorcl.ora[oracle@dbtest dbs]$ sqlplus / as sysdbaSQL*Plus: Release 11.2.0.1.0 Production on Wed May 4 11:07:07 2016Copyright (c) 1982, 2009, Oracle. All rights reserved.Connected to an idle instance.SQL> startup nomount;ORACLE instance started.Total System Global Area 1152450560 bytesFixed Size         2212696 bytesVariable Size       922750120 bytesDatabase Buffers     218103808 bytesRedo Buffers        9383936 bytesSQL> alter database mount;  Database altered.SQL> select * from v$controlfile; STATUS-------NAME--------------------------------------------------------------------------------IS_ BLOCK_SIZE FILE_SIZE_BLKS--- ---------- --------------/u01/app/oracle/oradata/orcl/control01.ctlNO    16384      594/u01/app/oracle/flash_recovery_area/orcl/control02.ctlNO    16384      594STATUS-------NAME--------------------------------------------------------------------------------IS_ BLOCK_SIZE FILE_SIZE_BLKS--- ---------- --------------

在mount 数据库的过程中,Oracle需要找到控制文件并锁定控制文件。如果控制文件全 部丢失此时就会报出如下错误:

SQL> alter database mount; alter database mount*ERROR at line 1:ORA-00205: error in identifying control file, check alert log for more info

这时候alert.log 文件中通常会记录更为详细的信息。

因为Oracle的3 个(缺省的)控制文件内容完全相同,如果只是损失了其中 1~2 个, 可以复制完好的控制文件,更改为相应的名称,就可以启动数据库;如果丢失了所有的控制 文件,那么就需要恢复或重建控制文件来打开数据库。

在正常Mount 数据库的过程中,数据库的警报日志文件仅记录如下信息:

alter database mountWed May 04 11:07:44 2016Successful mount of redo thread 1, with mount id 1438756220Database mounted in Exclusive ModeLost write protection disabledCompleted: alter database mount

在这一步骤中,数据库需要计算Mount id 并将其记录在控制文件中,然后开始启动 Heartbeat(心跳),每3 秒更新一次控制文件。

启动到Mount 状态,数据库必须具备的另外一个重要文件是口令文件,该文件位于 $ORACLE_HOME/dbs 目录下,缺省的名称为 orapw 。 口令文件中存放 sysdba/sysoper 用户的用户名及口令:

[oracle@dbtest dbs]$ strings orapworcl ]/[ZORACLE Remote Password fileINTERNAL769C0CD849F9B8B25638228DAF52805F[oracle@dbtest dbs]$

在数据库没有启动之前,数据库内建用户是无法通过数据库本身来验证身份的,通过口 令文件,Oracle 可以实现对用户的身份认证,在数据库未启动之前登录,进而启动数据库。 对于口令文件,Oracle 缺省查找 orapw 文件,如果该文件不存在,则继续查找orapw 文件,如果两者都不存在,则数据库将会出现错误。

如果口令文件丢失,通过 orapw 工具即可重建,所以在通常的备份策略中可以不必包含 口令文件:

[oracle@dbtest dbs]$ orapwdUsage: orapwd file=<fname> entries=<users> force=<y/n> ignorecase=<y/n> nosysdba=<y/n> where	file - name of password file (required),	password - password for SYS will be prompted if not specified at command line,	entries - maximum number of distinct DBA (optional),	force - whether to overwrite existing file (optional),	ignorecase - passwords are case-insensitive (optional),	nosysdba - whether to shut out the SYSDBA logon (optional Database Vault only).	 There must be no spaces around the equal-to (=) character.[oracle@dbtest dbs]$

通常在Linux/UNIX 平台下,在$ORACLE_HOME/dbs 目录下,还会存在另外一个文件,该文件命名规则为 lk<SID>,lk指lock ,该文件在数据库启动时创建,用于操作系统对数据库的锁定。当数据库启动时获得锁定,数据库关闭时释放。该文件内容通常只有一行,提示不要删除,该文件仅仅用于锁定.

3. 启动数据库open阶段

由于控制文件中记录了数据库中数据文件、日志文件的位置信息、检查点信息等重要信 息,所以在数据库的 open阶段,Oracle可以根据控制文件中记录的这些信息找到这些文件, 然后进行检查点及完整性检查。

如果不存在问题就可以启动数据库,如果存在不一致或文件丢失则需要进行恢复。

进一步地说,实际上在数据库 open的过程中,Oracle 进行的检查中包括以下两项:

第一次检查数据文件头中的检查点计数(Checkpoint cnt )是否和控制文件中的检查点 计数(Checkpoint cnt )一致。此步骤检查用以确认数据文件是来自同一版本,而不是从备 份中恢复而来(因为 Checkpoint Cnt 不会被冻结,会一直被修改)。 下面通过一个简单的测试来说明一下 Checkpoint Cnt的作用。

如果检查点计数检查通过,则数据库进行第二次检查。第二次检查数据文件头的开始SCN 和控制文件中记录的该文件的结束 SCN 是否一致,如果控制文件中记录的结束 SCN 等于数据 文件头的开始 SCN,则不需要对那个文件进行恢复。

总结

以上就是本文关于oracle 数据库启动阶段分析的全部内容,希望对大家有所帮助。感谢大家对本站的支持。有什么问题可以随时留言,小编会竭尽所能给您想要的答案。


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