详解数据库进程LGWR\DBWn\CKPT\SMON\PMON\ARCn\RECO\的触发条件

东西二王 2019-05-19

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概述

Oracle有很多相关的后台进程，如LGWR、DBWn、CKPT、SMON、PMON、ARCn、RECO等，那么这些进程主要是做什么呢？什么时候又会触发这些进程呢？

Oracle进程

$详解数据库进程LGWR\DBWn\CKPT\SMON\PMON\ARCn\RECO\的触发条件$

● 系统监控进程（SMON），主要任务是实例启动时执行恢复性工作，对有故障数据库实例进行恢复。

● 进程监控进程（PMON），主要任务用于恢复失败的用户进程。

● 数据库写入进程（DBWn），将修改后的数据块内容写回数据文件。

● 日志写入进程（LGWR），将内存中的日志内容写入日志文件。

● 检查点进程（CKPT），启动检查点，用于减少数据库实例恢复所需要的时间。

● 归档进程（ARCn），当数据库服务器以归档方式运行时调用该进程完成日志归档。

● 恢复进程（RECO），用于分布式数据库中的失败处理。

● 锁进程（LCKn），在并行服务器模式下确保数据的一致性。

● 调度进程（Dnnn），负责把用户进程分配到可用的服务进程进行处理。

LGWR（重做日志缓冲区--》日志文件）

当运行 DML 或 DDL 语句时，服务器进程首先要将事务的变化记载到重做日志缓冲区，然后才会写入数据高速缓冲区，并且重做日志缓冲区的内容将会被写入联机重做日志文件，以避免系统出现意外带来的数据损失（如果操作系统断电，内存中的重做日志缓冲区的内容会丢失，而存在磁盘上的联机日志文件则不会丢失），这项任务由 LGWR 来完成。

在出现以下情况时 LGWR 会开始工作：

● 在 DWBR 进程将脏缓冲区写入数据文件之前。 //预写协议 ● 在重做日志记录达到缓冲区的三分之一。 ● 日志缓冲区记录的日志多于 1M。 ● 每隔 3 秒钟。 //重做日志缓冲区是循环使用的，要腾出足够的空间给新的记录使用 ● 提交事务（执行 Commit）。 //提交事务相当于确定保存修改，不存入日志文件就有丢失的可能

Oracle 总是先记载数据变化到重做日志缓冲区，然后才修改数据高速缓存。与之类似，在后台进程 DBWn 将脏缓冲区写入到数据文件之前，首先要由后台进程 LGWR 将重做日志缓冲区写入到重做日志中。与数据高速缓存相比，重做日志缓冲区相对要小得多，但写入频率高的多，Oracle 必须要确保重做日志缓冲区总有足够的空间容纳新事务，因此每隔 3 秒钟或重做日志缓冲区已有三分之一填满时 LGWR 会自动工作。

另外，Oracle 采用了快速提交机制，当执行 COMMIT 操作时，并不是将“脏缓冲区”数据写入到数据文件中，而是将重做日志缓冲区的内容写入到重做日志文件中，以确保数据库完整性。此时即使系统出现意外情况（如掉电、系统崩溃等），因为被提交事务已经记载到了存放在磁盘上的联机重做日志文件中，将来在重新启动数据库时系统会自动进行实例恢复，并将事务所修改数据写入到数据文件中，从而避免了数据丢失。

DBWn（数据库高速缓冲区--》数据文件）

一个数据库写进程（ DBW0 ）适用于大多数系统，但数据库管理员可以配置额外的进程（DBW0-DBW9，最多 10 个进程），以提高写入性能，通过设置初始化参数DB_WRITER_PROCESSES 来完成。

当数据库高速缓冲区的块被修改，它被标记为脏缓冲区并添加到以 SCN（System Change Number，系统更改号，这里可以看做“时间”）为顺序的 LRUW（LRUWriter）列表。

在出现以下情况时 DBWn 进程会开始工作：

● 系统发出检查点指令。
//同步数据，详见检查点进程（CKPT） 。
● 脏缓冲区个数达到指定阀值。
● 服务进程搜索一定数目的数据块后，不能找到自由缓冲区。
● 数据写入计时时间到。
//客户端执行 SELECT\INSERT\UPDATE\DELETE 语句时，都需要访问数据库高速缓冲区。如果是第一次访问，必须要将数据由数据文件读取到数据库高速缓冲区，所以 Oracle 必须要确保数据高速缓存总是存在足够的“自由缓冲区”以容纳新数据。当 DBWn 进程将脏缓冲区的数据块写入到数据文件后，Oracle 将把“脏缓冲区”标记为“自由缓冲区” 。
因此，为了保证有足够“自由缓冲区”来存放新的数据块，需要 DBWn 进程工作。
● 表空间脱机或进入只读状态。
● 执行删除或截断表操作。
● 执行 ALTER TABLESPACE … BEGIN BACKUP 命令
//需要同步数据，原理同检查点

CKPT（识别SCN,同步所有数据文件、控制文件和重做日志文件）

Oracle 数据库在执行涉及数据变化的语句时，会针对任何修改生成一个顺序递增 SCN值，并且会将 SCN 值连同事务的变化一起记载到重做日志缓冲区。在数据文件、控制文件头部以及重做日志文件中都记载有该值。Oracle 通过比较各种文件的 SCN 值，确定文件是否损坏、系统是否异常，最终确定系统是需要进行实例恢复还是介质恢复。在发出检查点时，数据文件、控制文件和重做日志的 SCN 值完全一致。

进程 CKPT 在以下情况下会开始工作：

● 发生日志切换。 ● 关闭实例(SHUTDOWN ABORT 除外)。 ● 手工执行检查点操作。 ● 由初始化参数 LOG_CHECKPOINT_INTERVAL 和LOG_CHECKPOINT_TIMEOUT 强制发出。

假设现在有一张员工工资表，员工号 7899 的员工张三工资为 8000，由于工作表现良好，现在为其加薪到 10000。

1> 此时，第一次读取，需要将数据从数据文件读入数据库高速缓冲区。

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2> 数据读入数据库高速缓冲区后，我们修改数据的条目先记录入重做日志缓冲区：

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3> 接着新数据被写入数据库高速缓冲区

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4> 提交，LGWR 进程将条目从重做日志缓冲区写入联机重做日志文件

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5> 执行检查点 CKPT，同步数据库

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发现联机日志文件为最新，同步更新数据文件、控制文件，触发了 DBWn 进程。

SMON（重做日志文件--》数据库高速缓冲区）

在实例启动时，如果上一次数据库是非正常关闭，并且重做日志文件和控制文件的 SCN 值是不同的，Oracle 将自动在重新打开数据库之前，通过执行重做日志文件的记录，来同步所有数据文件、控制文件和重做日志文件，确保所有数据库文件的一致性，然后才打开数据库。

系统掉电，导致内存中的数据（数据库高速缓冲区）的数据丢失。那么自然上例中的第五步无法完成（无法从数据库高速缓冲区写入数据文件），但是由于此时已写入联机日志文件。因此，此时数据将从联机日志文件中更新，而更新的数据量是多少，自然就是由 SCN 决定。

这一过程我们成为“实例恢复” 。该过程不需要数据库管理员手工干预，由 SMON 进程自动完成。

该进程还负责在启动实例时清理临时段和合并区（Extent）碎片等工作。所以 SMON进程的工作归纳如下：

● 进行实例恢复
● 合并数据文件的自由空间
● 释放数据文件的临时段

PMON（对失败的用户进程或服务进程进行恢复，回收内存，回滚没有完成的事务）

当 PMON 检测到用户进程失败时，进行的工作归纳如下：

● 回滚当前用户的事务 ● 释放当前用户加的表或行级锁 ● 释放用户的其他资源 ● 重新启动死掉的调度进程

ARCn（重做日志文件--》归档文件）

日志文件是循环使用的，当一个日志写满后，自动切换到另一个日志文件。ARCn 进程在重做日志文件进行切换时开始工作，将写满的重做日志文件写入归档日志文件。根据归档任务量的大小，通过设置初始化参数，可以同时启动多个 ARCn 进程。Oracle 服务器默认的是非归档模式，通过修改初始化参数文件中的参数可以改变归档模式。生产数据库通常都

会设置为归档模式。