ここからはじめる、Oracle データベース入門・アーキテクチャー編

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いとはなかきむら
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1 <Insert Picture Here> 夜な夜な! なにわオラクル塾 Presented By アシスト #43 ここからはじめる Oracle データベース入門アーキテクチャー編

Agenda 1. RDBMSとは 2. Oracleの基本動作 3. Oracleのファイル群 4. Oracleのプロセス群とメモリ領域 5. データベース内部動作 6.

データベースとは特定のテーマに沿ったデータを集めて管理し容易に検索抽出などの再利用をできるようにしたものウィキペディア (http://ja.wikipedia.

4 データへの容易なアクセスレシピ集での例紙 ( データ ) を綴じて本 ( レシピ集 ) にするデータを一箇所にまとめる索引をつくる本の特定のページをすぐに参照できるおいしいカレーを作りたい多数の本 ( レシピ集 ) の分類目的のレシピ集がどこにあるかわかるように和食中華料理 etc. Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 4

6 データをみんなで利用するにはレシピ集での例同時に複数人が利用できる? レシピ集を占有する? 占有する範囲は? レシピ集レシピ単位材料や手順の単位更新参照参照データを更新するときのルールは? レシピ集の保管は? 同一データを変更できるのはひとりだけ変更途中のデータでなければ誰でもデータを変更できる変更を確定する前であればいつでも変更を取り消すことができるデータの変更中も他の人は変更前のデータを参照できる許可が無いひとはデータを見たり変更したりすることができない多数の本の管理は専門の管理者にまかせ利用者は気にしない排他制御同時実行データの粒度トランザクション読取一貫性セキュリティ管理性 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 6

9 RDB( リレーショナルデータベース ) の特徴 2 複数の表を関連付けすることができる関連付けするために主キー : 行データを一意に決める背番号的なキー列外部キー : マスター表のキー列を参照するキー列社員表 ( ディテール ) 外部キーリレーション部門表 ( マスター ) 社員番号社員名給与部門番号部門番号部門名 1 大久保近藤伊藤西嶋河和 OU 20 営業部 30 技術部主キー主キー Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 9

10 RDB( リレーショナルデータベース ) の特徴 3 データを簡単に取り出したり加工したりできる SQL(Structured Query Language) という操作言語が用意されている SQL 結果 SQL は米国規格協会 (ANSI) 国際標準化機構 (ISO) により RDB 用標準言語として認定されている Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 10

11 データベースマネジメントシステムとは特にコンピュータ上で効率的にデータを管理する仕組みをデータベースマネジメントシステム (DBMS) と呼ぶ RDBMS: 管理対象がリレーショナルデータベース一般にデータベースと呼ぶときに管理対象のデータの総体だけではなく DBMS をさしていることもある Oracle Database も RDBMS のひとつ Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 11

12 データを管理する上でできるべきこと DBMS の 3 大機能トランザクション処理の実現トランザクション特性 (ACID) を極力満たすこと A: Atomicity ( 原子性 ) C: Consistency ( 一貫性 ) I : Isolation ( 分離性 ) D: Durability ( 永続性 ) A さん指定の口座にお金を振り込みたい処理 1.A さんの口座から減額処理 2. 指定の口座へ増額問合せ処理データ利用者は格納されている物理的なデータ構造を意識することなく利用可能であること SQL を利用することで RDBMS は適切にデータを処理メタデータ管理多数のユーザが利用する為の名前空間 (= スキーマ ) を管理 DBMS 自身およびユーザにメタデータとして管理している情報を提供 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 12

13 トランザクションの実現 RDB はデータアクセスの最小単位を構成するトランザクションを実現トランザクションを利用することで整合性をも確保 ACID : トランザクションが兼ね備えるべき基本的な性質 A: Atomicity ( 原子性 ) トランザクションを構成する一連の処理は全部なされるかいっさいなされないかのどちらかの状態を取ること C: Consistency ( 一貫性 ) 多数のトランザクションが並列に実行されてもシステム全体のデータの一貫性が失われないこと I: Isolation ( 分離性 ) 並行して実行される他のトランザクションの影響を受けないことデータをロックする機能を持つこと D: Durability ( 永続性 ) 処理内容をいったん確定 (commit) させた後確定した内容は失われないこと Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 13

14 Oracle Database におけるトランザクション機能の実現 ( 原子性 ) Atomicity ( 原子性 ) トランザクションを構成する一連の処理は全部なされるかいっさいなされないかのどちらかの状態を取ること Oracle Database では DML 文や DDL 文が最初に実行された時からトランザクションが開始される ( 宣言は不要 ) 実行中の処理が利用しているトランザクションとは別のトランザクションを利用することもできる自律型トランザクション :PL/SQL ブロックを利用実行中の処理でエラーが発生した場合に実行中の処理はロールバックしたいがエラー情報をエラーテーブルに書き込む場合等 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 14

15 Oracle Database におけるトランザクション機能の実現 ( 一貫性分離性 ) Consistency ( 一貫性 ) 多数のトランザクションが並列に実行されてもシステム全体のデータの一貫性が失われないこと Isolation ( 分離性 ) 並行して実行される他のトランザクションの影響を受けないことデータをロックする機能を持つこと Oracle Database はマルチユーザ環境下でデータの同時実行性と整合性を確保します行レベルロック行 = 一番細かいデータの単位読取一貫性の提供他ユーザが更新中のデータも更新前の確定データを参照 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 15

16 Oracle Database におけるトランザクション機能の実現 ( 永続性 ) Durability ( 永続性 ) 処理内容をいったん確定 (commit) させた後確定した内容は失われないことデータをディスク装置に記録することでコンピュータシステムが停止してもデータが失われないようにする Oracle Database では REDO ログを利用することで永続性を実現突然の電源断でもデータや確立したトランザクションの喪失を防止トランザクションの処理性能向上を両立ログへの書き込み完了を確認してからデータベース本体を収めるディスクへの書き込みをおこなう Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 16

17 Oracle Database における問合せ処理 RDB では問合せ言語 (SQL) を利用し非手続き的に問合せを実施するユーザは何が (WHAT) 欲しいのかだけを記述するだけで良いどのように (HOW) データを取得するは気にしなくても良い Oracle Database ではコストベースオプティマイザ (CBO) による最適な問合せ処理がなされる収集した統計情報を使用表の件数 ( レコード数 ) 表のカラムのカーディナリティ ( 値のバリエーション ) 索引の有無等表を結合する時の処理順序および結合アルゴリズムを適切に選択 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 17

18 Oracle Database におけるメタデータ管理 DBMS では表や表のカラム属性などのメタデータ ( データのデータ ) の管理をおこないユーザや DBMS 自身に提供する Oracle Database ではデータディクショナリとしてメタデータを管理し提供するスキーマ (Oracle Database ではユーザと等しい ) 表索引制約オブジェクトの所有者アクセス権限収集した統計情報など Oracle Database 自身が SQL 文を解析する際にも利用する Oracle Database では基本的にビューの形式で提供される為 SELECT 文で情報を取得する静的ディクショナリビュー動的パフォーマンスビュー Oracle Database の稼動中の内部ディスク構造およびメモリー構造などを表示 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 18

20 Oracle データベースとは Oracle Database は高性能な商用 RDBMS クライアントデータベースサーバ Select * from emp; プログラム SQL 文 Database エンジン RDBMS:Relational DataBase Management System 二次元の表形式 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 20

常駐プロセスディスク上のデータを読み込むメモリ上の更新データをディスクに書き込む

24 参考専用サーバーモードと共有サーバーモード専用サーバーモード一つのクライアントプロセスに対して一つのサーバープロセスを割り当てるモード現在の主流ユーザプロセスサーバプロセス共有サーバーモード複数のクライアントプロセスに対して一つのサーバープロセスを割り当てるモードディスパッチャというプロセスが生成される現在ではほとんど使われないユーザプロセスユーザプロセスディスパッチャサーバプロセスユーザプロセス Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 24

26 Oracle のファイル群 Oracle Database は様々なファイルにより構成される表データを格納するファイル以外にも Oracle Database 自身が使用するデータを格納するファイルが存在するデータファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイルパラメータファイル制御ファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 26

27 データファイルと表領域データファイルデータを物理的に格納したファイル表領域データの論理的な管理単位 1 つ以上のデータファイルで構成されるデータファイルはサイズや数を増やすことができる表領域 emp 表 dept 表表領域 emp 表 sales 表データファイル1 データファイル2 人事系データファイル3 会計系 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 27

セグメントにはエクステント単位で割り当てが行われるデータブロック Oracle Database の最小構成単位

28 Oracle Database の論理構造表領域セグメントを格納する単位表領域セグメントエクステントの集合体表索引などが該当エクステント複数データブロックの集合体セグメントにはエクステント単位で割り当てが行われるデータブロック Oracle Database の最小構成単位セグメントエクステントデータブロック Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 28

29 表領域の種類ユーザデータ用表領域各ユーザ用の表や索引を格納内部的に使う特別な表領域 SYSTEM 表領域データディクショナリ ( システム全体の情報 ) を格納 SYSAUX 表領域 (Oracle Database 10g~) 特定の機能やオプション (OLAP など ) のスキーマオブジェクトを格納一時表領域 (TEMP 表領域 ) ソート処理時にメモリ領域が足りない場合に一時的に使用する領域 UNDO 表領域 ( ロールバック情報専用表領域 ) トランザクション管理 (Commit/Rollback) や読み取り一貫性に必要な UNDO( 元に戻す ) 情報を格納 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 29

) データ更新確定 ( コミット ) 更新処理を全て元に戻す ( ロールバック ) 障害発生

31 UNDO 情報 2 変更前情報を生成 4 ロールバック時に元に戻す表 ( テーブル ) UNDO ( ロールバック ) セグメント ~UNDO 情報格納用のオブジェクト ~ 3 新しいデータで表を更新用途 ) トランザクションのロールバック読み取り一貫性 1 トランザクションの更新 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 31

33 読み取り一貫性従業員 1 115:00の情報を検索 15:00 時点での売上表に対して読込みを開始読込みには 10 分かかる日付製品... 売上表個数売上金 11/30 製品 A ,000 11/30 製品 B ,000 11/30 製品 C ,000 11/30 製品 D 49 1,470,000 12/01 製品 A ,000 12/01 製品 B ,000 12/01 製品 C ,000 12/01 製品 D 53 1,590, Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 33

34 読み取り一貫性従業員 1 115:00の情報を検索 15:00 時点での売上表に対して読込みを開始読込みには 10 分かかる日付製品... 売上表個数売上金 11/30 製品 A ,000 11/30 製品 B ,000 11/30 製品 C ,000 11/30 製品 D 49 1,470,000 12/01 製品 A ,000 12/01 製品 B ,000 12/01 製品 C ,000 12/01 製品 C , ,000 12/01 製品 D 53 1,590, 従業員 2(15:05) 売上表を更新 15:09 データを確定 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 34

35 読み取り一貫性従業員 2 による変更作業は従業員 1 の 1 の検索作業へは影響を与えない従業員 1 115:00の情報を検索 15:00 時点での売上表に対して読込みを開始読込みには 10 分かかる日付製品... 個数売上金 11/30 製品 A ,000 11/30 製品 B ,000 11/30 製品 C ,000 11/30 製品 D 49 1,470,000 12/01 製品 A ,000 12/01 製品 B ,000 12/01 製品 C ,000 従業員 2(15:05) 15:10 12/01 製品 C , ,000 12/01 製品 D 53 1,590, 売上表売上表を更新 15:09 データを確定 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 35

36 読み取り一貫性 15:00 時点での売上表に対して読込みを開始読込みには 10 分かかる日付製品... 個数売上金 11/30 製品 A ,000 11/30 製品 B ,000 11/30 製品 C ,000 11/30 製品 D 49 1,470,000 12/01 製品 A ,000 12/01 製品 B ,000 12/01 製品 C ,000 12/01 製品 C , ,000 従業員 2 による変更作業は従業員 1 の 1 の検索作業へは影響を与えない従業員 1 115:00の情報を検索 15:10 12/01 製品 D 53 1,590, 売上表従業員 3 215:10の情報を検索従業員 2(15:05) 売上表を更新 15:09 データを確定 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 36

37 読み取り一貫性がなぜ必要かデータの一貫性の確保更新中にデータを読み取ることができなければ同時実行性が欠如してしまう更新中 ( 未確定 ) のデータを読み込んでしまうことをダーティーリードと呼ぶもしダーティーリードが発生してしまうと User1 User2 1.update 4.update 2.select 1. User1 がデータを更新 ( 未コミット ) 10 万円 110 万円 2. User2 がデータを検索 110 万円 3. User1 がトランザクションをロールバック 110 万円 10 万円 4. User2がデータ更新 3.rollback 110 万円 60 万円データの一貫性の欠如 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 37

38 Oracle Database の排他制御 A さんロックロック解除 + 5 万円 B さんの口座 10 万円 15 万円 B さんは変更できない B さん A さん A さんは変更できない 15 万円 12 万円ロックを検知した際に待つかエラーを受け取るかは選択可能 - 3 万円ロックロック解除 B さん Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 38

39 行レベルロックとはあるユーザーが更新中のデータに対して別のユーザーの更新を防ぐための排他制御がロックです一般的なロックのレベル ( 単位 ) 表ページ行ロックの単位が大きくなると他のデータにも不要なロックがかかってしまいロック解除待ちが多発するため処理効率が大幅に低下します同時実行性との密接な結び付きデータを変更するときにデータを占有するために鍵をかけるようなもの Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 39

40 Oracle Database 完全な行レベルロック Oracle データベースは常に行レベルロックをしている Oracle の行レベルロッキングはロックの行数に制限がなくロックエスカレーションが発生しないきめ細かい行レベルロッキングによりロックの競合が大幅に軽減される Locked Locked Locked Locked Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 40

41 参考その他の RDBMS のロック機構ロックする行数がある一定の値を越えるとロックエスカレーションが発生しページレベル表レベルへ移行するアプリケーションの同時実行性の低下 Oracle Database では発生しない Locked Locked Locked Locked ページへ表へ Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 41

43 REDO ログファイルデータベースへの変更情報を記録するファイル変更履歴 :insert / update / delete 障害時の復旧に使用 COMMIT 発生時に書き込みアーカイブ REDO ログファイルは REDO ログファイルのバックアップ ( 後述 ) REDO ログファイル更新 1 旧データ新データ更新 2 旧データ新データ Commit REDO ログエントリデータベースに加えられた変更をすべて記録 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 43

44 制御ファイルデータベースの物理的な構造に関する情報を格納非常に重要なファイルの為データベース作成時に自動でミラー化される ( デフォルトでは 3 つ ) 制御ファイルデータベース情報 : DB 名称バージョンデータファイル情報 : データファイル名現在の状態 REDO ログファイル情報 : 最新の REDO ログファイルの情報 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 44

45 パラメータファイル各種パラメータが書かれた設定ファイルデータベースの起動時に読み込まれる制御ファイルの名前 Oracle 専用のメモリ領域サイズ etc 2 種類のパラメータファイルテキスト形式の初期化パラメータファイル (Pfile) バイナリ形式のサーバーパラメータファイル (SPfile) Pfile と Spfile の違い再起動時には再変更しなければならない Pfile コマンドや Web ブラウザから変更を加える再起動時には変更した値で起動する SPfile Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 45

46 Oracle Database のファイル群 ~ まとめデータファイル表や索引のデータが格納されています REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル障害時の復旧に使用する変更履歴が格納されていますアーカイブ REDO ログファイルは REDO ログファイルのバックアップです制御ファイルパラメータファイル Oracle Database が稼働するための情報が格納されています Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 46

49 データベースアクセスの概要ユーザプロセスサーバプロセスメモリ上のデータを検索する Oracle 専用のメモリ領域常駐プロセスディスク上のデータを読み込むメモリ上の更新データをディスクに書き込むデータファイル REDOログファイルアーカイブ REDOログファイル制御ファイルパラメータファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 49

50 データベースアクセスの概要ユーザプロセスサーバプロセスメモリ上のデータを検索するインスタンス SGA Oracle 専用のメモリ領域バックグラウンドプロセス常駐プロセスディスク上のデータを読み込むメモリ上の更新データをディスクに書き込むデータファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル制御ファイルパラメータファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 50

51 システムグローバル領域 (SGA) 処理を高速にするための共有メモリー領域データベースバッファキャッシュ REDO ログバッファ共有プール表データ更新履歴情報 SQL 文の情報索引データ UNDO 情報を一時的に格納する DBの管理情報結果キャッシュ 11g New! などを一時的に格納するなどを格納する Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 51

52 バックグラウンドプロセス PMON SMON サーバプロセスユーザプロセス SGA リスナー DBWR CKPT LGWR SMON インスタンス回復を実施 PMON ユーザプロセスの回復を実施 DBWR (DBライター) データの書き込み CKPT チェックポイントの処理実施 LGWR ( ログライター ) ログの書き込み ARCH アーカイブREDOログファイルを生成制御ファイル ARCH データファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 52

53 バックグラウンドプロセス PMON SMON サーバプロセスユーザプロセス SGA リスナー DBWR CKPT LGWR SMON インスタンス回復を実施 PMON ユーザプロセスの回復を実施 DBWR (DBライター) データの書き込み CKPT チェックポイントの処理実施 LGWR ( ログライター ) ログの書き込み ARCH アーカイブREDOログファイルを生成制御ファイル ARCH データファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 53

54 バックグラウンドプロセス PMON SMON サーバプロセスユーザプロセス SGA リスナー DBWR CKPT LGWR SMON インスタンス回復を実施 PMON ユーザプロセスの回復を実施 DBWR (DBライター) データの書き込み CKPT チェックポイントの処理実施 LGWR ( ログライター ) ログの書き込み ARCH アーカイブREDOログファイルを生成制御ファイル ARCH データファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 54

55 バックグラウンドプロセス PMON SMON サーバプロセスユーザプロセス SGA リスナー DBWR CKPT LGWR SMON インスタンス回復を実施 PMON ユーザプロセスの回復を実施 DBWR (DBライター) データの書き込み CKPT チェックポイントの処理実施 LGWR ( ログライター ) ログの書き込み ARCH アーカイブREDOログファイルを生成制御ファイル ARCH データファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 55

データベースサーバ上のメモリ領域プログラムグローバル領域 (PGA) ユーザプロセスサーバプロセスデータベースサーバプロセス毎のメモリ領域 (Program Global Area) Oracle 専用の Oracle 専用のメモリ領域メモリ領域セッションメモリーセッション ( ログイン ) 情報プライベート SQL 領域バインド変数値

57 データベースサーバ上のメモリ領域プログラムグローバル領域 (PGA) ユーザプロセスサーバプロセスデータベースサーバプロセス毎のメモリ領域 (Program Global Area) Oracle 専用の Oracle 専用のメモリ領域メモリ領域セッションメモリーセッション ( ログイン ) 情報プライベート SQL 領域バインド変数値問合せ実行状況問合せ実行作業領域テーブルスキャンの進行状況メモリー内ソートの作業域ハッシュ結合時の作業域ビットマップ演算の作業域バックグラウンドプロセスデータファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル制御ファイルパラメータファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 57

データベースサーバ上のメモリ領域プログラムグローバル領域 (PGA) ユーザプロセスサーバプロセスデータベースサーバユーザプロセス同時接続数 (n) 分プロセス毎のメモリ領域 (Program Global Area) サーバプロセスプロセス毎のメモリ領域 (Program Global Area) Oracle 専用の Oracle 専用のメモリ領域

58 データベースサーバ上のメモリ領域プログラムグローバル領域 (PGA) ユーザプロセスサーバプロセスデータベースサーバユーザプロセス同時接続数 (n) 分プロセス毎のメモリ領域 (Program Global Area) サーバプロセスプロセス毎のメモリ領域 (Program Global Area) Oracle 専用の Oracle 専用のメモリ領域メモリ領域バックグラウンドプロセス Oracle が必要とするメモリ総量 = (PGA n ) + SGA Oracle が利用可能なメモリ量上限を指定 11g New! データファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル制御ファイルパラメータファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 58

59 自動メモリー管理 (Oracle Database 11g) OS Memory OS Memory OS Memory OS メモリー SGA SGA SGA MEMORY_TARGET MEMORY_MAX_TARGET PGA PGA PGA 自動チューニング ALTER SYSTEM SET MEMORY_TARGET=... Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 59

60 参考インスタンスとデータベースの関係基本は 1 インスタンス =1 データベース Oracle Database の最小単位データベース ( インスタンス ) は互いに独立インスタンスファイル群インスタンスファイル群データベース 1 データベース 2 複数インスタンス =1 データベースという構成も可能 Oracle Real Application Clusters (RAC) という技術を使用高い拡張性と可用性を実現インスタンスファイル群データベース 1 インスタンス Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 60

61 参考マルチテナント構成 12cR1 からマルチテナント構成の採用が可能 Oracle Multitenant Enterprise Edition Memory Memory Memory Memory Memory Process Process Process Process Process Non-CDB 構成従来型のデータベース構成シングルテナント構成 CDB 内に PDB を 1 つだけ有する構成マルチテナント構成 CDB 内に PDB を 1 つ以上有する構成 CDB = コンテナデータベース PDB = プラガブルデータベース Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 61

62 参考マルチテナント構成の特徴従来のデータベースと基本的な構造は同じ CDB では複数の PDB の作成が可能同一あるいは異なる CDB 間で容易に PDB の取り付けや取り外しが可能アプリケーションの変更は不要 Oracle インスタンスシステムグローバル領域プロセス群データベース制御ファイルアーカイブ REDO ログファイルデータファイル REDO ログファイルデータファイル PDB : ERP データファイル PDB : CRM データファイル PDB : DWH Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 62

64 データベースアクセスユーザプロセスサーバプロセスメモリ上のデータを検索するインスタンス Oracle SGA 専用のメモリ領域バックグラウンドプロセスディスク上のデータを読み込むメモリ上の更新データをディスクに書き込むデータファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル制御ファイルパラメータファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 64

65 データ検索時の動作 (SQL 文解析 ) 検索 4 データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセス 1 検索要求サーバプロセス Select * from ~; 2 SQL 文を解析して実行計画をメモリ上に保持 4 データファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 65

66 SQL 文の解析とは発行された SQL 文 SELECT d.dname,e.empno,e.ename,e.job from emp e,dept d where e.deptno=d.deptno; 1. SQL 文をチェック 2. 実行計画を作成 3. 共有 SQL 領域に格納 1 2 SQL 文のチェック実行計画の作成同じSQLが今までにあったか指定されている表や列が本当にあるのか ( 妥当性 ) アクセス権限は正しいかなどをチェック! データをどのように持ってくるのか作成された実行計画 0 SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE (Cost=5 Card=14 Bytes=392) 1 0 HASH JOIN (Cost=5 Card=14 Bytes=392) 2 1 TABLE ACCESS (FULL) OF 'DEPT' (Cost=2 Card=4 Bytes=44) 3 1 TABLE ACCESS (FULL) OF 'EMP' (Cost=2 Card=14 Bytes=238) 3 共有 SQL 領域に格納 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 66

67 実行計画の格納共有プールライブラリキャッシュデータディクショナリキャッシュ結果キャッシュ 11g New! データベースバッファキャッシュ REDO ログバッファ SELECT name FROM emp SELECT name FROM emp SELECT name FROM EMP SELECT name FROM dept 各ユーザが同一の SQL を実行した場合同じ共有 SQL 領域を利用 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 67

68 データ検索時の動作 (SQL 文解析 ) 検索 4 データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセス 1 検索要求サーバプロセス Select * from ~; 2 SQL 文を解析して実行計画をメモリ上に保持 4 データファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 68

72 データ検索時の動作 ( 結果キャッシュ利用 ) 検索 4 データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ 11g New! EE 機能共有プールユーザプロセス 1 検索要求サーバプロセス 4 Select * from ~; SQL 文は解析済み既に同様の問合せ結果もキャッシュ上に存在するデータファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 72

73 データ検索時の動作 ( 結果キャッシュ利用 ) 検索 4 データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ 11g New! EE 機能共有プールユーザプロセス検索結果を返すサーバプロセス 2 結果キャッシュの内容をそのまま返す 4 データファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 73

74 Serverside Results Cache 結果のみをキャッシュしてメモリ効率を最適化データブロックではなく検索結果をキャッシュキャッシュするデータ量を大幅に削除キャッシュはデータベース内で共有ヒント文で設定可能 : /*+ result_cache +*/ データの一貫性を確保 Inventory Orders Line Items Inventory Orders Line Items 従来のキャッシュ Back Orders Pick Lists 読み込みブロック全体をキャッシュ Server Results Cache Back Orders Pick Lists 検索結果のみキャッシュ Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 74

75 データ更新時の動作 (SQL 文解析 ) 更新 4 8 データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセス 1 更新要求サーバプロセス Update ~; 2 SQL 文を解析して実行計画をメモリ上に保持 4 データファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 75

79 データ更新時の動作 (UNDO 生成 ) 更新 4 8 データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセスサーバプロセス 48 UNDO 更新前イメージを UNDO 領域に格納し行データを更新 4 データファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 79

80 データ更新時の動作 ( ログ書き込み ) 7 コミット要求データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセス 9 コミット完了通知サーバ 8 UNDO プロセス REDO ログファイルへの書き込み LGWR DISK 上のデータファイルにはまだ更新データが反映されていないデータファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 80

82 更新中のインスタンス障害 ~ データ更新時の動作 ~ 7 コミット要求データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセス 9 コミット完了通知サーバプロセス 8 UNDO インスタンス障害メモリ内の更新データが無くなる LGWR DISK 上のデータファイルには更新データが反映されていないデータファイル REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 82

83 更新中のインスタンス障害 ~ データ更新時の動作 ~ データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセスサーバプロセスインスタンス再起動時に自動的にリカバリを実行インスタンスリカバリ 48 SMON データファイル 4 8 REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 83

84 データ更新時の動作 ( ログ書き込み ) データベースバッファキャッシュ SGA REDO ログバッファ共有プールユーザプロセスサーバプロセス LGWR 1 つの REDO ログファイルがいっぱいになると次の REDO ログファイルに切り替わるログスイッチ REDO ログファイル Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 84

86 データベースの運用管理とは? データベースの運用管理には様々な作業が存在管理作業は日々の業務なので管理工数を削減することはシステム全体のコスト削減に直結するインストール 6% 作成とコンフィグレーション 12 % ソフトウェアメンテナンス 6% データローディング 6% 通常業務中のシステム管理 55% Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 86

通常のデータベース管理作業データベースの管理と言ってもさまざまな作業があるこれらの作業を全てこなすには深い知識経験が必要パフォーマンス診断 OS の情報 V$ 表の検索 AWR リポート

---------------------------------- ------------ ----------- -------- db file sequential read 51,925

58 パラメータ設定 SQL 書き換え log file parallel write 20,158 53.

87 通常のデータベース管理作業データベースの管理と言ってもさまざまな作業があるこれらの作業を全てこなすには深い知識経験が必要パフォーマンス診断 OS の情報 V$ 表の検索 AWR リポート実行計画 Top 5 Timed Events ~~~~~~~~~~~~~~~~~~ % Total Event Waits Time (s) Ela Time db file sequential read 51,925 8, チューニング log file sync 29, db file parallel write CPU time パラメータ設定 SQL 書き換え log file parallel write 20, バックアップ & リカバリ OS コマンドバッチの作成領域管理データファイル追加ストレージ管理 Volume manager 定期メンテナンスバッチスクリプトの作成リソース管理サーバ負荷確認メモリサイズ調整 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 87

88 バックアップ / リカバリとは 9/1 時間 Database Backup Database を構成するファイルのコピーを保存しておく Backup アーカイブREDOログファイルデータファイル制御ファイル Restore/Recovery 障害時に Database を復旧する 9/2 1 リストア : バックアップファイルを定位置に戻す 2 リカバリ : バックアップ時点から後に行われた変更を反映バックアップリカバリとは障害時の復旧 ( リカバリ ) 作業と復旧に必要なファイルを普段から保存 ( バックアップ ) しておく作業 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 88

データベース運用モード Oracle Database の運用方法は大きく 2 つ NOARCHIVELOGモード ARCHIVELOGモード REDO ログを上書きする際の動作が異なる ARCHIVELOG モード NOARCHIVELOG モード 52

89 データベース運用モード Oracle Database の運用方法は大きく 2 つ NOARCHIVELOGモード ARCHIVELOGモード REDO ログを上書きする際の動作が異なる ARCHIVELOG モード NOARCHIVELOG モード循環して REDO ログを使用し上書き前にアーカイブする循環して REDO ログを使用 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 89

91 NOARCHIVELOG モード運用時の制限全ての変更履歴情報がないため障害発生時まで復旧できないバックアップ取得時までしか復旧できない DataFile1 REDO ログファイル上書きされてしまった REDO ログファイル 2 リストア 1 週間前現在 3REDO ログの適用 DataFile1 [ 時間 ] 1 障害発生 DataFile2 データファイルのバックアップ DataFile2 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 91

92 ARCHIVELOG モード運用時全ての変更履歴情報があるので障害発生直前まで復旧可能アーカイブ REDO ログファイル REDO ログファイル上書きされてしまった REDO ログファイル 3 アーカイブ REDO ログの適用 4REDO ログの適用 1 週間前現在 DataFile1 2 リストア DataFile1 [ 時間 ] 1 障害発生 DataFile2 データファイルのバックアップ Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 92

93 バックアップファイルの管理 B のバックアップを取得したタイミングで過去のデータファイル及び ARCH1 から ARCH3 まで削除可能全てのアーカイブ REDO ログファイルを保持する必要はないアーカイブ REDO ログファイル ARCH1 ARCH2 ARCH3 ARCH4 ARCH5 ARCH6 ARCH7 データファイル [ 時間 ] Data File データファイルのバックアップ A Data File データファイルのバックアップ B Data File データファイルのバックアップ C Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 93

94 バックアップの取得方法 Oracle Database のバックアップ取得方法物理バックアップ Recovery Manager(RMAN) OS コマンド +SQL データベースのバックアップと言えば通常はこちら論理バックアップ Datapumpによるエクスポート全ての物理バックアップが破損した場合にはこちらから復旧データベースの移行にも使用可能 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 94

Recovery Manager(RMAN) とは Oracle Database のバックアップリストアおよびリカバリを行うためのユーティリティツール実行方法は 2 種類 OS プロンプトから RMAN を起動しコマンドラインで実行 Oracle Enterprise Manager(EM) の GUI を使用して実行コマンドライン

95 Recovery Manager(RMAN) とは Oracle Database のバックアップリストアおよびリカバリを行うためのユーティリティツール実行方法は 2 種類 OS プロンプトから RMAN を起動しコマンドラインで実行 Oracle Enterprise Manager(EM) の GUI を使用して実行コマンドライン % rman target / RMAN> bacbakup database; Enterprise Manager(EM) RMAN> restore database; RMAN> recover database; Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 95

96 Enterprise Manager(EM とは ) Oracle Database 環境を一元的に管理監視する GUI ツール従来コマンドラインで行っていた管理作業を EM から指示 / 実行できますパフォーマンス診断チューニングアドバイス自動チューニングバックアップ & リカバリ領域管理自動ストレージ管理ジョブスケジューリングリソース管理 Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 96

Enterprise Manager を利用したバックアップ Copyright

必要な情報を得るまでに時間を要す可能性がある結果障害復旧及び原因究明に時間がかかってしまうレスポンスタイムの低下

102 Oracle Database が出力するログ万が一障害が発生した場合には何が起きたのかを把握する必要がある Oracle Database は様々なコンポーネントから構成されているコンポーネント毎にログが出力される場所が異なる必要な情報を得るまでに時間を要す可能性がある結果障害復旧及び原因究明に時間がかかってしまうレスポンスタイムの低下いつまでたっても処理が終わらない!! Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 102

103 ADR によるログの一元管理 Oracle Database 11g R1 から障害対応に必要な情報を一か所に集約し障害解析の迅速化を図るリポジトリとツールが導入 Automatic Diagnostic Repository(ADR) コマンドラインツール / EM からの管理が可能 11g New! Automatic Diagnostic Repository (ADR) rdbms tnslsnr client Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 103

障害解析の自動化障害発生時障害解析に必要な情報を自動取得ヘルスチェック EM Support Workbench ADR(Automatic Diagnostic Repository) 障害管理番号 Alert Log Traces, Dumps 稼動中の情報の取得 1 障害時のアラートトレースファイルに障害管理番号を紐付て ADR(Automatic

SQL テストケースビルダー IPS(Incident Packaging Service) テストケース Zip ファイルテストケース診断情報の送付サポートセンター連絡時 4SQL テストケースビルダーが障害の原因となる SQL 文表作成 DDL 統計情報からテストケース作成 5IPS(Incident Packaging Service) が

105 障害解析の自動化障害発生時障害解析に必要な情報を自動取得ヘルスチェック EM Support Workbench ADR(Automatic Diagnostic Repository) 障害管理番号 Alert Log Traces, Dumps 稼動中の情報の取得 1 障害時のアラートトレースファイルに障害管理番号を紐付て ADR(Automatic Diagnostic Repository) に格納 2 エラー番号に応じてヘルスチェックが自動的に起動しメモリデータの稼動中の状態を調査し ADR に格納 3 システム管理者に通知され Enterprise Manager のサポートワークベンチ画面で確認 SQL 修復アドバイザデータリカバリアドバイザ SQL 文, データ破損の復旧方法をアドバイス SQL テストケースビルダー IPS(Incident Packaging Service) テストケース Zip ファイルテストケース診断情報の送付サポートセンター連絡時 4SQL テストケースビルダーが障害の原因となる SQL 文表作成 DDL 統計情報からテストケース作成 5IPS(Incident Packaging Service) が障害管理番号に関連する情報を ADR 等から取得し zip 形式に圧縮障害復旧作業必要な情報を全てパッケージ化障害の自己修復による早期復旧 6SQL 修復アドバイザデータリカバリアドバイザが障害を解析し障害復旧方法をアドバイス Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 105

106 まとめユーザプロセスサーバプロセスメモリ上のデータを検索するデータベースサーバ Oracle SGA 専用のメモリ領域バックグラウンドプロセスディスク上のデータを読み込むメモリ上の更新データをディスクに書き込むデータファイル REDO ログファイルアーカイブ REDO ログファイル制御ファイルパラメータファイル RMAN によるバックアップ / リストア Copyright 2015, Oracle & K.K.Ashisuto All rights reserved. 106

ご清聴ありがとうございました株式会社アシスト西日本支社 Copyright 2015,

今さら聞けない!? Oracle入門　～後編～

今さら聞けない!? Oracle入門　～後編～ Oracle Direct Seminar 今さら聞けない!? Oracle 入門 ~ 後編 ~ 日本オラクル株式会社 Agenda 1. Oracle の基本動作 2. Oracle のファイル群 3. Oracle のプロセス群と専用メモリ領域. データベース内部動作今さら聞けない!? オラクル入門 ~ 後編 ~. データベース内部動作検索時の動作更新時の動作バックアップについて