第2章 震惊，体验物理体系之旅
2.1 必须提及的系列知识
本章知识体系如图2-1所示。
图2-1 物理体系学习
“上了这么久的课，大家累不累啊？”梁老师笑着问大家。
“不累！”小莲脱口而出，她觉得这次培训还真有意思，时间也过得特别快。
“原来不累啊，那算了，如果累了就给大家说一个故事调节一下。”
“累啊！”
“好累啊！”
“累死了！”
“讲故事吧！”
这一小段时间的接触后，同学们都觉得这个梁老师很随和，很有趣，所以大家也真够大胆了，听说累了有故事听，台下传来一片夹杂着阵阵欢笑的叫苦声，真是一个独特的风景。
“好吧，好吧，那讲故事吧。”梁老师笑了。
“我的故事肯定和 Oracle 课程是有关系的，否则要是随便乱讲，传出去了，梁老师岂不是要被开除了。
之前晶晶回答过我，说无论开发、管理、优化还是设计，基本原理都是必学的，回答得非常好。而基本原理中，体系结构又是首当其冲需要了解的知识，因此我的故事就和体系结构有关。在讲故事之前，首先让我们看看物理体系结构图是什么样子的，请看图2-2。
图2-2 Oracle体系结构图
这个体系结构图看似简单，其实很有玄机，我们平时遇到的数据库相关的各种问题，很多都可以从体系结构中找到解决方法，理解体系结构非常重要。
这里我先简单描述一下Oracle的体系结构，我先粗略地说如下5点，大家要记得时刻回头看看这幅图。
① Oracle 由实例和数据库组成，我特意用两个虚框标记出来，上半部的直角方框为实例instance，下半部的圆角方框为数据库Database，大家可以看到我在虚线框左上角做的标注。
② 实例是由一个开辟的共享内存区SGA（System Global Area）和一系列后台进程组成的，其中SGA最主要被划分为共享池（shared pool）、数据缓冲区（db cache）和日志缓冲区（log buffer）三类。后台进程包括图2-2中所示的PMON、SMON、LCKn、RECO、CKPT、DBWR、LGWR、ARCH等系列进程。
③ 数据库是由数据文件、参数文件、日志文件、控制文件、归档日志文件等系列文件组成的，其中归档日志最终可能会被转移到新的存储介质中，用于备份恢复使用。
④ 大家请注意看图2-2中的圆形虚线框标记部分的一个细节，PGA（Program Global Area）区，这也是一块开辟出来的内存区，和SGA最明显的差别在于，PGA不是共享内存，是私有不共享的，S 理解为共享的首字母。用户对数据库发起的无论查询还是更新的任何操作，都是在PGA先预处理，然后接下来才进入实例区域，由SGA和系列后台进程共同完成用户发起的请求。
PGA起到的具体作用，也就是前面说的预处理，是什么呢？主要有三点：第一，保存用户的连接信息，如会话属性、绑定变量等；第二，保存用户权限等重要信息，当用户进程与数据库建立会话时，系统会将这个用户的相关权限查询出来，然后保存在这个会话区内；第三，当发起的指令需要排序的时候，PGA（Program Global Area）正是这个排序区，如果在内存中可以放下排序的尺寸，就在内存 PGA 区内完成，如果放不下，超出的部分就在临时表空间中完成排序，也就是在磁盘中完成排序。
⑤ 我在图中标识了三块区域（大家注意看虚线框的左下角标注），分别是1区圆形虚线框， 2区直角方形虚线框，3区圆角方形虚线框。用户的请求发起经历的顺序一般如下：
1区→2区→3区；或者1区→2区。”
“用户的请求为什么会有不访问3区Database区的情况啊？”小莲忽然想到，不禁脱口而出，打断了梁老师。
“这位同学提问得很好，不过我不告诉你答案。”
台下一片笑声……
“梁老师，为什么SGA内存区要分成共享池、数据缓冲区、日志缓冲区三部分啊，它们分别是什么作用？”胖小伙子敬昱忽地站起身来提问。
“这位同学提问得很好，不过……”梁老师故意放慢了语气。
“我不告诉你答案。”台下的同学异口同声地喊出来……
台下的又是一片笑声……
“安静安静，大家真聪明啊，都知道我后半段话要说啥。这两位同学提出来的问题，大家只要后续认真听讲，就自然有答案了。大家再看看这幅体系结构图，哦，不对，是大家再闭上眼睛想想这幅体系结构图。”
台下同学全闭了眼，梁老师忍不住乐了，一群刚离开校园的新人，真是可爱。
“好了，大家先别闭了，看幻灯片，大家再多看两眼，回想一下我说的这 5 点，然后闭上眼睛回忆，再看看能否把这幅体系结构图牢记在心上，不能记全了再睁开眼睛看看，直到全部印在脑海为止。我们接下来描述的故事就和这个体系结构图紧密相关，记不住故事就不讲了。”
提及故事这两个字眼，台下异常安静，大家努力记忆这幅体系结构图，同时期待着梁老师的故事。