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Oracle 基礎架構核心概念筆記：資料庫、表空間、檔案、重做日誌、UNDO、緩衝區

編輯：Oracle 資料庫基礎

什麼是資料庫？

資料庫 = **管理資料檔案的一組程式** + **資料檔案本身**。包含使用者資料 (業務資料) 與系統資料 (中繼資料)。

邏輯儲存結構

表空間：邏輯容器，由一或多個資料檔組成
區段：表、索引、UNDO、臨時等物件在表空間內的空間分配單位
區塊：連續區塊的集合，降低碎片
資料塊：最小 I/O 單位 (預設 8KB)

核心表空間類型

表空間	用途	備註
SYSTEM	資料字典、系統核心物件	建庫自動建立、不可離線/刪除
SYSAUX	輔助系統元件 (EM, AWR, Streams 等)	10g+ 引入、減輕 SYSTEM 壓力
UNDO	儲存 UNDO 資料 (交易回滾、讀一致性)	自動 UNDO 管理模式專用
TEMP	排序、雜湊、臨時表等臨時段	本地管理、暫時表空間群組
USERS	使用者永久物件預設表空間	建議建立專屬業務表空間替代
INDEX	索引專用 (可選)	分離索引與表資料檔

物理檔案

資料檔：實際儲存資料、索引、UNDO 等，對應作業系統檔案
控制檔：記錄資料庫名稱、資料檔/重做日誌檔路徑、檢查點、備份資訊，**多工鎖存 (Multiplex) 必備**
線上重做日誌檔：循環寫入交易變更向量，**最少 2 組 (Group)，每組 1+ 成員**，支援多工
歸檔日誌檔：ARCHIVELOG 模式下產生，用於時間點復原
參數檔 (SPFILE/PFILE)：例程啟動參數
密碼檔：遠程 SYSDBA/OPER 認證

重做日誌與復原機制

所有變更先寫入 **重做日誌緩衝區 (SGA)**，再由 **LGWR** 寫入線上重做日誌檔
NOARCHIVELOG：覆寫循環使用，僅支援執行個體復原
ARCHIVELOG：ARCN 將填滿組歸檔，支援完整介質復原 (PITR)
檢查點 (CKPT)：定期將檢查點位置寫入控制檔與資料檔標頭，縮短復原時間

UNDO 與讀一致性

UNDO 區段：儲存資料修改前的舊映像
讀一致性：查詢看到查詢啟動時刻 (SCN) 的資料快照，不被並發修改干擾
交易回滾：利用 UNDO 將資料恢復至交易開始前狀態
UNDO 保留：UNDO_RETENTION 參數控制保留秒數，支援長時間查詢與閃回查詢

緩衝區管理與 LRU

資料庫緩衝區快取：SGA 中最大區塊，儲存熱門資料塊
LRU 列表：Least Recently Used，冷塊逐出、熱塊上移
髒塊：記憶體中已修改、尚未寫入磁碟的塊，由 DBWn 批次寫入
熱塊：高頻存取塊，停留在 LRU 熱端
全表掃描：預設將塊置於 LRU 冷端 (防污染)，CACHE Hint 可置於熱端

常見操作指令

-- 查看表空間使用率
SELECT tablespace_name,
       ROUND(SUM(bytes)/1024/1024,2) AS total_mb,
       ROUND(SUM(bytes)/1024/1024 - NVL(SUM(free_bytes),0)/1024/1024,2) AS used_mb
FROM dba_data_files
LEFT JOIN (SELECT tablespace_name, SUM(bytes) free_bytes FROM dba_free_space GROUP BY tablespace_name) USING (tablespace_name)
GROUP BY tablespace_name;

-- 查看重做日誌組狀態
SELECT group#, sequence#, bytes/1024/1024 AS size_mb, members, archived, status FROM v$log;

-- 查看 UNDO 統計
SELECT * FROM v$undostat;