系统结构概述
首先,我们需要理解 Oracle 使用的架构,并理解它与 DB2 的不同之处。 展示了 Oracle 的系统结构。将该图与 进行比较,后者显示了 DB2 的系统结构。在阅读本文的时候,为便于理解,可以参照这两个图。
图 1. Oracle on Linux, UNIX, and Windows Version 10.2 的系统结构图 2. DB2 on Linux, UNIX, and Windows 系统结构
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实例
在 Oracle 和 DB2 中,实例 的概念是类似的。在这两者之中,实例都是指后台进程与共享内存的组合。两者之间的主要差别在于,在 Oracle 中每个实例只能有一个数据库,而在 DB2 中多个数据库可以共享一个实例。
在 Oracle 中,由于数据库与实例是一对一的关系,因此用 CREATE DATABASE 命令创建一个数据库的同时便隐式地创建了一个实例。或者,为了在计算机上创建一个 Oracle 实例,也可以使用 Database Configuration Assistant,或者使用 ORADIM 实用程序,后者是 Oracle 9i 通过 NEW 选项提供的。另外还必须提供某些信息,包括系统标识符(System Identifier,SID)或一个服务名称、实例密码、最大用户数、启动模式等等。类似地,为了删除实例,可以使用 ORADIM 实用程序加 DELETE 选项。这里需要提供 SID 或服务名称。除非在安装过程中创建一个新的数据库,否则在以 fresh 方式安装 Oracle 的时候,不会创建缺省的实例。
在 DB2 中,当在 Windows 平台上安装了该产品之后,便缺省地创建了一个实例 “DB2″。在 Linux 和 UNIX 中,缺省的实例名称为 “db2inst1″。若要在同一台计算机上创建另一个实例,只需执行命令 de>db2icrt <instance name>de>。
展示了缺省的 DB2 实例 “DB2”(在 Windows 中)和从 DB2 Control Center GUI 中用 db2icrt 命令创建的另外两个实例。
图 3. 显示 DB2 实例的 DB2 Control Center GUI若要在命令行接口中引用给定的 DB2 实例,可以使用环境变量 DB2INSTANCE。通过这个变量,可以指定当前活动实例,所有命令将应用到此实例。例如,如果 DB2INSTANCE 被设置为 PROD,然后您执行了命令 de>create database MYDB1de>,将创建一个与实例 PROD 关联的数据库。如果要在实例 DB2 上创建该数据库,那么必须首先将 DB2INSTANCE 变量的值改为 DB2。这类似于 ORACLE_SID (System Identifier),当用户想要在不同实例之间进行切换时,也是使用 ORACLE_SID。
还有一种标识要使用的实例的简单方法,那就是使用 DB2 Control Center GUI,如 所示。要在该工具中看到对应于新实例的条目,需要通过右击 Instances 并选择 Add 来将该实例添加到此工具中。要删除 DB2 中的一个实例,可以执行命令 de>db2idrop <instance name>de>。
总之,在 Oracle 中,可以使用 Database Configuration Assistant 来创建、修改、启动、停止和删除实例,而在 DB2 中则可以使用 Control Center GUI 做同样的事情。而且,Oracle 实例与数据库只能是一对一的关系,而在 DB2 中却不是这样。一个 DB2 实例中可以同时存在多个数据库,并且可以并发地使用这些数据库。
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数据库
在 Oracle 中,可以用 CREATE DATABASE 命令手动创建数据库,也可以用 Database Configuration Assistant 创建数据库。手动创建数据库时,在执行 CREATE DATABASE 命令之前,需要执行一系列的步骤,包括设置 OS 变量,准备参数文件,以及创建密码文件。
元数据信息在 Data Dictionary 中存储和管理,由基本表和相应的视图组成。基本表是在数据库创建过程中自动创建的,而视图则是通过运行 catalog.sql 和 catproc.sql 脚本构造的。
因此,Oracle 数据库可看作包含 3 种类型的文件的一个集合:
- 数据文件(Data File):包含实际的数据,数据库的物理实现。(类似于 DB2 中的容器。)
- 重做文件(Redo File):相当于 DB2 中的事务日志(Transaction Log)。
- 控制文件(Control File):包含用于维护和验证数据库完整性的信息。
在 DB2 中,一个实例可以包含多个数据库,如 所示。每个数据库都是一个封闭的、真正独立的单元。每个数据库有其自己的编目表空间、临时表空间和用户表空间,这些表空间是在创建数据库时缺省创建的。DB2 包含一个称为系统数据库目录(system database directory) 的二进制文件,其中包含可从 DB2 机器上连接的所有数据库的条目。这个目录保存在实例级。
当创建一个实例时,缺省情况下不会创建数据库,您需要使用 create database 命令显式地创建一个数据库。此外还可以用 Control Center 创建数据库,如 和 所示。
图 4. 使用 Control Center GUI 创建 DB2 数据库图 5. 使用 Control Center GUI 创建 DB2 数据库(续)在 中,您也可以看看单击 Show Command 时会出现什么情况。所有的 DB2 Control Center GUI 屏幕都会显示实际上在后台执行的 SQL 语句或命令。这些命令可以保存在一个脚本中,以便在以后执行,或者也可以将它们复制到 Command Line Processor(CLP)或 Command Center GUI 工具中,在这些工具中执行。这些工具分别相当于 Oracle 的 SQL*Plus 和 iSQL *Plus。
可以使用 ‘DROP DATABASE’ 命令或者在 DB2 Control Center GUI 中删除一个 DB2 数据库。而在 Oracle 中却不是使用这样的命令。数据库的删除是通过删除所有相关数据文件来完成的。
同一个实例中的数据库通常不会相互进行交互。然而,如果应用程序需要与多个数据库交互,那么通过启用联邦(federation) 支持可以满足这一需求。在 小节中有一篇关于联邦的文章。
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容器、表空间、缓冲池和页
在 Oracle 中,在物理上数据是存储在被称作数据文件(Data File)的文件中的。这类似于 DB2 的容器(container),DB2 的容器也是数据实际存储的地方。每个 Oracle 数据库包含一个名为 SYSTEM 的表空间,这是在创建数据库时由 Oracle 自动创建的。其他用于用户数据、临时数据和索引数据的表空间则需要在创建数据库之后另行创建,并且在使用这些表空间之前,还需要为之指定一个用户。
在 DB2 中,表空间 是逻辑对象,作为逻辑表和物理容器之间的一层。当创建一个表空间时,可以将它与一个特定的缓冲池(数据库缓存)关联起来,并关联到特定的容器。这为性能管理带来了灵活性。例如,如果有一个 “hot” 表,那么可以在一个单独的表空间中定义它,而这个表空间又与一个独立的缓冲池相关联。这有助于确保此表中的数据连续地缓存在内存中。
在 DB2 中,使用 CREATE DATABASE 命令及其缺省值创建数据库时,同时也会自动创建三个缺省的表空间。 描述了缺省的 DB2 表空间:
表 1. 用缺省值创建数据库时,缺省创建的 DB2 表空间
表空间名称 | 描述 |
SYSCATSPACE | 包含元数据的编目表空间 |
TEMPSPACE1 | 用于执行连接和排序等操作的系统临时表空间。这个表空间的名称可以更改 |
USERSPACE1 | 这个表空间是可选的,如果在创建表的时候没有显式地指定表空间,那么可以用这个表空间来存储用户表 |
在 DB2 中,由于数据库是独立的单元,因此表空间不能跨数据库共享。由于表空间只在一个数据库中是可知的,因此两个不同的数据库可以有具有相同名称的表空间。在 中可以看到这一点,其中数据库 MYDB1 有一个名为 MYTBLS 的表空间,而数据库 MYDB2 也有一个同名的表空间。
DB2 表空间可以分为 SMS(系统管理的表空间)与 DMS(数据库管理的表空间)两类。SMS 表空间由操作系统管理,它们只能是目录。SMS 表空间可根据需要自动增长,因此 SMS 可以提供很好的性能,并且需要的管理也很少。DMS 表空间由 DB2 管理,既可以是文件,也可以是原始设备。这种类型的表空间可以提供最佳性能,但是需要进行一些管理。例如,需要预先指定想要为这个表空间分配多大的空间,因为这种表空间不能自动增长。
Oracle 的存储模型中没有 SMS 的概念,但是它的数据文件类似于 DB2 DMS 表空间。也就是说,可以通过增加数据文件的大小,或为表空间添加数据文件,或者通过添加一个新的表空间,来增加数据库的大小。
显示了 Oracle 数据库或表空间与 DB2 数据库或表空间的对应关系。
表 2. Oracle 数据库与 DB2 数据库和表空间的对应关系
Oracle 数据库或表空间 | DB2 数据库或表空间 |
SYSTEM 是存放编目(数据字典)信息的表空间 | SYSCATSPACE(编目表空间);和在 Oracle 中一样,仅在数据库级保存该信息 |
Data Dictionary(包含表和视图形式的元数据),驻留在 SYSTEM 表空间中 | 系统编目表(由 SYSIBM 模式标识),系统视图(由 SYSCAT 或 SYSSTAT 模式标识),驻留在 SYSCATSPACE 表空间中 |
SCOTT 数据库 | SAMPLE 数据库 |
TEMP 表空间 | System Temporary 表空间(缺省情况下名为 tempspace1) |
UNDO 表空间 | N/A |
USER 表空间 | 用户表空间。缺省情况下,USERSPACE1 一般是在数据库创建之后才创建的 |
前面已指出,Oracle 的数据缓冲区概念相当于 DB2 的缓冲池。但是,DB2 允许多个缓冲池存在。在 DB2 中不需要预先定义可创建的缓冲池的数量,缓冲池的名称可以是任意的。
Oracle 中块(block) 的概念与 DB2 中的页最为相似。一个 DB2 页的大小可以为 4k、8k、16k 或 32k。表中的一个行只能放在一个页中,而不能像 Oracle 中那样跨多个页。