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大家好，这里是 Lucifer三思而后行，专注于提升数据库运维效率。 @TOC目录 作为一名 DBA，应该都玩过 Oracle 数据库，最熟悉的操作应该就是开关库了： sql -- 开库 SQL startup -- 关库 SQL shutdown immediate 但是执行这两个命令，数据库到底做了什么？相信很多人都没有研究过，本系列打算详解一下 Oracle 数据库的启动和关闭过程，静心看完
大家好，这里是 Lucifer三思而后行，专注于提升数据库运维效率。
本章目标：掌握本章核心知识点 前置要求：完成前序章节学习 预计时长：60 分钟
作为一名 DBA，应该都玩过 Oracle 数据库，最熟悉的操作应该就是开关库了：
1-- 开库2SQL> startup34-- 关库5SQL> shutdown immediate但是执行这两个命令，数据库到底做了什么？相信很多人都没有研究过，本系列打算详解一下 Oracle 数据库的启动和关闭过程，静心看完，相信一定可以帮助大家更加深入了解 Oracle 数据库。
Oracle 数据库启动分为三个阶段：
本文先讲数据库的第一个启动阶段：nomount 阶段，我这里演示环境是 11GR2 数据库。
nomount 阶段是数据库启动的第一个阶段，需要参数文件，会启动一个实例，在这个过程中会分配内存区域 SGA 以及启动一些后台进程。
参数文件分为：
init<SID>.oraspfile.oraspfile<SID>.ora单实例数据库存放在 $ORACLE_HOME/dbs 目录下，启动默认的查找顺序为：spfile<SID>.ora ---> spfile.ora ---> init<SID>.ora。
可以发现当前数据库优先使用的是 spfile<SID>.ora 方式启动：
1[oracle@rhel6:/home/oracle]$ cd $ORACLE_HOME/dbs2[oracle@rhel6:/u01/app/oracle/product/11.2.0/db/dbs]$ ll3-rw-rw----. 1 oracle oinstall 1544 Aug 26 22:57 hc_lucifer.dat4-rw-r--r-- 1 oracle oinstall 2084 Jul 26 22:20 initlucifer.ora5-rw-r--r--. 1 oracle oinstall 2851 May 15 2009 init.ora6-rw-r-----. 1 oracle oinstall 24 Jul 10 18:43 lkLUCIFER7-rw-r-----. 1 oracle oinstall 1536 Aug 19 21:50 orapwlucifer8-rw-r----- 1 oracle oinstall 9781248 Aug 23 02:00 snapcf_lucifer.f9-rw-r-----. 1 oracle oinstall 5632 Aug 26 13:27 spfilelucifer.ora验证一下，启动数据库实例：
1-- 不指定参数文件，启动到 mnount 状态2SQL> startup nomount3ORACLE instance started.45Total System Global Area 4275781632 bytes6Fixed Size 2260088 bytes7Variable Size 2801795976 bytes8Database Buffers 1459617792 bytes9Redo Buffers 12107776 bytes1011-- 查看实例的状态为 STARTED12SQL> select status from v$instance;1314STATUS15------------------------------------16STARTED1718-- 查看 spfile 参数19SQL> show parameter spfile2021NAME TYPE VALUE22------------------------------------ --------------------------------- ------------------------------23spfile string /u01/app/oracle/product/11.2.0/db/dbs/spfilelucifer.ora可以看到默认启动的参数文件是 spfilelucifer.ora，此时查看 alert 日志中参数文件相关的部分：
1## 也可以看到是使用参数文件：/u01/app/oracle/product/11.2.0/db/dbs/spfilelucifer.ora，并且读取了参数文件中非系统默认的参数配置2Using parameter settings in server-side spfile /u01/app/oracle/product/11.2.0/db/dbs/spfilelucifer.ora3System parameters with non-default values:4 processes = 20005 resource_limit = TRUE6 event = "28401 trace name context forever,level 1"7 event = "10949 trace name context forever,level 1"8 sga_max_size = 4G9 streams_pool_size = 1312M10 resource_manager_plan = "force:"11 sga_target = 4G12 _memory_imm_mode_without_autosga= FALSE13 control_files = "/oradata/lucifer/control01.ctl"14 control_files = "/u01/app/oracle/fast_recovery_area/lucifer/control02.ctl"15 control_file_record_keep_time= 3116 db_block_size = 819217 compatible = "11.2.0.4.0"18 log_archive_dest_1 = "location=/oradata/archivelog"19 log_archive_format = "%t_%s_%r.dbf"20 _use_adaptive_log_file_sync= "FALSE"21 db_files = 500022 db_create_file_dest = "/oradata"23 db_recovery_file_dest = "/u01/app/oracle/fast_recovery_area"24 db_recovery_file_dest_size= 5532M25 enable_goldengate_replication= TRUE26 _datafile_write_errors_crash_instance= FALSE27 _cleanup_rollback_entries= 200028 undo_tablespace = "UNDOTBS1"29 _undo_autotune = FALSE30 undo_retention = 1080031 _partition_large_extents = "FALSE"32 _index_partition_large_extents= "FALSE"33 sec_case_sensitive_logon = FALSE34 remote_login_passwordfile= "EXCLUSIVE"35 db_domain = ""36 dispatchers = "(PROTOCOL=TCP) (SERVICE=luciferXDB)"37 session_cached_cursors = 30038 parallel_max_servers = 6439 _PX_use_large_pool = TRUE40 audit_file_dest = "/u01/app/oracle/admin/lucifer/adump"41 audit_trail = "NONE"42 db_name = "lucifer"43 open_cursors = 100044 _optimizer_null_aware_antijoin= FALSE45 _b_tree_bitmap_plans = FALSE46 _optimizer_extended_cursor_sharing= "NONE"47 _optimizer_extended_cursor_sharing_rel= "NONE"48 _optimizer_adaptive_cursor_sharing= FALSE49 pga_aggregate_target = 1256M50 deferred_segment_creation= FALSE51 _optimizer_use_feedback = FALSE52 enable_ddl_logging = TRUE53 diagnostic_dest = "/u01/app/oracle"所以，数据库实例启动的第一步就是找到参数文件，并且读取参数配置。
通过第一步读取参数文件配置，可以获取到内存相关配置，包括 SGA 相关参数：
1sga_max_size = 4G2streams_pool_size = 1312M3sga_target = 4G在启动数据库实例过程中会输出以下信息：
1Total System Global Area 4275781632 bytes2Fixed Size 2260088 bytes3Variable Size 2801795976 bytes4Database Buffers 1459617792 bytes5Redo Buffers 12107776 bytes以上这些提示信息分别是什么意思呢？大家如果知道 SGA 有哪些组件，应该一下就能明白：
参考 11GR2 官方文档 Database Concepts：Memory Architecture
下面就详解一下启动数据库实例时输出的每一行的意思：
1-- 这个是可分配的总 SGA 大小2Total System Global Area 4275781632 bytes34-- 可以通过查询 select sum(value) from v$sga; 或者 select sum(bytes) from v$sgastat; 5-- 注意：以上两个 SQL 在 11G 查询出来的结果值有出入，在 19C 查出来是一模一样 6-- 11GR27SQL> select sum(value) from v$sga;89SUM(VALUE)10----------1142757816321213SQL> select sum(bytes) from v$sgastat;1415SUM(BYTES)16----------1742757807281819-- 19C20SQL> select sum(value) from v$sga;2122SUM(VALUE)23----------2453183743842526SQL> select sum(bytes) from v$sgastat;2728SUM(BYTES)29----------3053183743843132-- Fixed SGA Size 包含数据库和实例的状态信息等通用信息，后台进程需要访问这部分信息，用于进程之间传递信息，不存储用户数据，大小由 Oracle 数据库设置，无法手动更改，大小可能会因版本而异。 33Fixed Size 2260088 bytes3435-- 可以通过查询 select * from v$sgainfo where name = 'Fixed SGA Size';36SQL> select * from v$sgainfo where name = 'Fixed SGA Size'; 3738NAME BYTES RESIZEABL39-------------------- ---------- ---------40Fixed SGA Size 2260088 No4142-- Variable size 包括 Shared Pool Size、Java Pool Size、Large Pool Size 和 Streams Pool Size。43Variable Size 2801795976 bytes4445-- 可以通过查询 select * from v$sgainfo where name in ('Shared Pool Size','Java Pool Size','Large Pool Size','Streams Pool Size'); 4647SQL> select * from v$sgainfo where name in ('Shared Pool Size','Java Pool Size','Large Pool Size','Streams Pool Size'); 4849NAME BYTES RESIZEABL50-------------------- ---------- ---------51Shared Pool Size 587202560 Yes52Large Pool Size 805306368 Yes53Java Pool Size 33554432 Yes54Streams Pool Size 1375731712 Yes5556-- 注意：这个 SQL 总和在 11G 查询出来的结果跟 Variable Size 的值有出入，在 19C 查出来是一模一样57SQL> select sum(bytes) from v$sgainfo where name in ('Shared Pool Size','Java Pool Size','Large Pool Size','Streams Pool Size'); 5859SUM(BYTES)60----------6128017950726263-- Buffer Cache Size，数据库缓冲区缓存，也称为缓冲区高速缓存，是存储从数据文件读取的数据块副本的内存区域。64Database Buffers 1459617792 bytes6566-- 可以通过查询 select * from v$sgainfo where name = 'Buffer Cache Size';67SQL> select * from v$sgainfo where name = 'Buffer Cache Size';6869NAME BYTES RESIZEABL70-------------------- ---------- ---------71Buffer Cache Size 1459617792 Yes7273-- Redo Buffers，重做日志缓冲区是 SGA 中的一个循环缓冲区，用于存储数据库所做更改的重做记录。74Redo Buffers 12107776 bytes7576-- 可以通过查询 select * from v$sgainfo where name = 'Redo Buffers';77SQL> select * from v$sgainfo where name = 'Redo Buffers'; 7879NAME BYTES RESIZEABL80-------------------- ---------- ---------81Redo Buffers 12107776 No以上 SGA 组件内存分配的相关信息可以从 v$sgainfo 中查看：
1SQL> select * from v$sgainfo;23NAME BYTES RESIZEABL4---------------------------------------- ---------- ---------5Fixed SGA Size 2260088 No6Redo Buffers 12107776 No7Buffer Cache Size 1459617792 Yes8Shared Pool Size 587202560 Yes9Large Pool Size 805306368 Yes10Java Pool Size 33554432 Yes11Streams Pool Size 1375731712 Yes12Shared IO Pool Size 0 Yes13Granule Size 16777216 No14Maximum SGA Size 4275781632 No15Startup overhead in Shared Pool 498329672 No16Free SGA Memory Available 0这部分内容无法从 alert 日志中获取相关信息，所以直接打印在 sqlplus 启动过程中，也可以通过 show sga 查看：
1SQL> show sga23Total System Global Area 4275781632 bytes4Fixed Size 2260088 bytes5Variable Size 2801795976 bytes6Database Buffers 1459617792 bytes7Redo Buffers 12107776 bytes上面是将数据库层面的 SGA 内存分配，其实在操作系统层面也可以看出个大概：
1## 开启实例前2[oracle@rhel6:/home/oracle]$ ipcs -a34------ Shared Memory Segments --------5key shmid owner perms bytes nattch status 60x00000000 0 root 644 80 2 70x00000000 32769 root 644 16384 2 80x00000000 65538 root 644 280 2 910## 可以看到，当数据库实例启动到 nomount 后，多了 3 个 oracle 用户的共享内存段11## nattch 表示当前附加到这个共享内存段的进程数12## oracle 用户 key 的值 0x00000000 的 bytes 之和为 4294967296，也就是 SGA 的大小为 4G，其中 33554432 代表的是 Java Pool Size，4261412864 是其他组件的总和。13[oracle@rhel6:/home/oracle]$ ipcs -m1415------ Shared Memory Segments --------16key shmid owner perms bytes nattch status 170x00000000 0 root 644 80 2 180x00000000 32769 root 644 16384 2 190x00000000 65538 root 644 280 2 200x00000000 917507 oracle 640 33554432 17 210x00000000 950276 oracle 640 4261412864 17 220x467a6680 983045 oracle 640 2097152 17注意：上面的输出中，关于共享内存段的列的意思如下：
key：共享内存段的键值，用于标识。 shmid：共享内存段的ID。 owner：共享内存段的所有者。 perms：共享内存段的权限，通常以4位八进制数表示。 bytes：共享内存段的大小，单位是字节。 nattch：当前附加到这个共享内存段的进程数。 status：共享内存段的状态，可能包含额外的信息或为空。
综上发现，数据库实例启动的第二步是分配 SGA 组件内存。
查看进程启动情况：
1-- 数据库实例启动前，没有 lucifer 实例相关的后台进程2SQL> ! env | grep ORACLE_SID3ORACLE_SID=lucifer45SQL> ! ps -ef|grep -v grep|grep lucifer67-- 数据库实例启动到 nomount 后，启动进程如下8SQL> ! ps -ef|grep -v grep|grep lucifer9-- 后台进程10oracle 57755 1 0 16:56 ? 00:00:00 ora_pmon_lucifer11oracle 57757 1 0 16:56 ? 00:00:00 ora_psp0_lucifer12oracle 57759 1 2 16:57 ? 00:00:40 ora_vktm_lucifer13oracle 57763 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_gen0_lucifer14oracle 57765 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_diag_lucifer15oracle 57767 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_dbrm_lucifer16oracle 57769 1 0 16:57 ? 00:00:06 ora_dia0_lucifer17oracle 57771 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_mman_lucifer18oracle 57773 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_dbw0_lucifer19oracle 57775 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_lgwr_lucifer20oracle 57777 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_ckpt_lucifer21oracle 57779 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_smon_lucifer22oracle 57781 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_reco_lucifer23oracle 57783 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_mmon_lucifer24oracle 57785 1 0 16:57 ? 00:00:03 ora_mmnl_lucifer25oracle 57787 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_d000_lucifer26oracle 57789 1 0 16:57 ? 00:00:00 ora_s000_lucifer27-- 前台进程，也就是当前连接的会话28oracle 61552 61551 0 17:29 ? 00:00:00 oraclelucifer (DESCRIPTION=(LOCAL=YES)(ADDRESS=(PROTOCOL=beq)))2930-- 这里可以看到 ora_ 后台进程数为 17 个，与 ipcs -m 看到的 nattch 的数量相符31SQL> ! ps -ef|grep -v grep|grep ora_|wc -l3217可以看到当 Oracle 启动到 nomount 状态后，有以下后台进程被启动：
- pmon（Process Monitor）：监视其他后台进程，并在服务器或调度程序进程异常终止时执行进程恢复。
- psp0（Process Spawner Process）：初始实例启动后生成 Oracle 后台进程。
- vktm（Virtual Keeper of Time Process）：提供一个秒级更新的数据库时钟，减少数据库和操作系统的交互。
- gen0（General Task Execution Process）：为数据库提供了一个执行通用任务的进程，进程的主要目标是分担进程中某些可能造成阻塞的处理过程，并将他们放在后台完成。
- diag（Diagnostic Capture Process）：数据库诊断进程，负责维护管理各种用于诊断的转储文件，并执行
oradebug命令。- dbrm（Database Resource Manager Process）：数据库资源管理进程，负责设置资源计划和其他的资源管理的工作。
- dia0（Diagnostic Process）：数据库诊断进程，负责检测 Oracle 数据库中的挂起(hang)和死锁的处理。
- mman（Memory Manager Process）：实现共享内存自动管理。
- dbw0（Database Writer Process）：数据库写入程序，主要职责是将数据块写入磁盘，还负责处理检查点、文件打开同步以及块写入记录的日志记录。
- lgwr（Log Writer Process）：日志写入程序，将重做日志条目按顺序写入重做日志文件。
- ckpt（Checkpoint Process）：在检查点处发出 DBWn 信号并更新数据库的所有数据文件和控制文件以指示最近的检查点。
- smon（System Monitor Process）：执行关键任务（如实例恢复和死事务恢复）以及维护任务（如临时空间回收、数据字典清理和撤消表空间管理）。
- reco（Recoverer Process）：解决由于分布式数据库中的网络或系统故障而挂起的分布式事务。
- mmon（Manageability Monitor Process）：MMON 执行许多与可管理性相关的任务，包括获取自动工作负载存储库快照和执行自动数据库诊断监视器分析。
- mmnl（Manageability Monitor Lite Process）：是 AWR 新增的进程，主要作用是将 AWR 数据从内存中刷新到表中。
- d000（Dispatcher Process）：允许用户进程共享有限的服务器进程(SERVER PROCESS)。
- s000（Shared Server Process）：负责与用户进程通信，并与 Oracle 交互，以代表相关的用户进程执行任务。
注意：以上后台进程具体可参考官方文档：Background Processes
查看数据库 alert 日志中与进程启动相关的信息：
1## 启动后台进程，一共 17个2Mon Aug 26 16:56:59 20243PMON started with pid=2, OS id=57755 4Mon Aug 26 16:56:59 20245PSP0 started with pid=3, OS id=57757 6Mon Aug 26 16:57:00 20247VKTM started with pid=4, OS id=57759 at elevated priority8VKTM running at (1)millisec precision with DBRM quantum (100)ms9Mon Aug 26 16:57:00 202410GEN0 started with pid=5, OS id=57763 11Mon Aug 26 16:57:00 202412DIAG started with pid=6, OS id=57765 13Mon Aug 26 16:57:00 202414DBRM started with pid=7, OS id=57767 15Mon Aug 26 16:57:00 202416DIA0 started with pid=8, OS id=57769 17Mon Aug 26 16:57:00 202418MMAN started with pid=9, OS id=57771 19Mon Aug 26 16:57:00 202420DBW0 started with pid=10, OS id=57773 21Mon Aug 26 16:57:00 202422LGWR started with pid=11, OS id=57775 23Mon Aug 26 16:57:00 202424CKPT started with pid=12, OS id=57777 25Mon Aug 26 16:57:00 202426SMON started with pid=13, OS id=57779 27Mon Aug 26 16:57:00 202428RECO started with pid=14, OS id=57781 29Mon Aug 26 16:57:00 202430MMON started with pid=15, OS id=57783 31Mon Aug 26 16:57:00 202432MMNL started with pid=16, OS id=57785可以发现，数据库实例启动的第三步是启动进程。
综上所述，可以总结出 nomount 阶段的启动过程大致如下：
spfile<SID>.ora ---> spfile.ora ---> init<SID>.ora在这个阶段，不涉及控制文件以及数据文件，只需要参数文件即可，通常用于数据库创建、控制文件重建、特定的备份恢复等。
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