ORACLE数据库启停概述

 只要使用过oracle database，那么确定执行过不少次的startup和shutdown的操做，可是你是否关心过这个过程发生了什么？这篇文章主要讲讲oracle启动与中止过程oracle后台发生的事情。

实例与数据库

 首先须要弄清楚一些概念性的东西。咱们平时只会说数据库是否启动，关闭不多用到实例的概念，说到实例，或许你想到的只是SID这个词。  实例和数据库是两个独立却又相互关联的两个不一样的东西，他们均可以独立于彼此而存在。实例存在于内存，包含一大堆后台进程，而数据库存在于磁盘中。数据库和实例的关系能够是one to one或者one to many(例如RAC就是one to many的)，可是绝对不存在一个实例对应多个数据库的状况。  实例启动的时候，会为其分配一个叫System Global Area(SGA)的系统全局区的内存区域以及一系列的后台进程，它们的主要任务是：

• 维护对内部数据的并发访问
• 缓存数据块
• 缓存未写入联机重作日志文件的重作数据
• 存储SQL的执行计划

 下图展现了oracle实例的主要组件(图片来自oracle concept)：

 每一个主机上能够建立多个数据库实例，ORACLE经过system identifier(SID)来惟一标识一个实例。Linux或者Unix下能够经过ORACLE_SID环境变量设置该主机访问的默认SID，当咱们经过SQL Net访问数据库时也须要指定ORACLE SID。  在咱们安装oracle数据库时，咱们会设置两个环境变量，一个是ORACLE_BASE，以及ORACLE_HOME。ORACLE_BASE是安装oracle二进制文件的目录,ORACLE_HOME是数据库软件的安装目录，位于ORACLE_BASE子目录，咱们能够在同一个主机上安装不一样的数据库软件在独立的ORACLE_HOME下。

从执行startup到能够访问数据库

 数据库的启动包括了四个阶段：从SHUTDOWN->NOMOUNT->MOUNT->OPEN,以下图(图片来自ORACLE CONCEPT)：  可使用STARTUP NOMOUNT、STARTUP MOUNT和STARTUP启动到各个不一样的状态。

NOMOUNT

 STARTUP NOMOUNT只进行instance的启动，该状态下能够执行数据库的建立、备份以及恢复操做，该阶段会依次完成如下操做：

• 在默认位置查找server parameter file(spfile),若读取不到，则进一步查找文本格式的initialization parameter file(pfile)，读取参数文件的初始化参数。
• 根据参数文件的设置，分配SGA。
• 启动后台进程
• 打开alter log以及trace file写入显示参数设置。

 pfile参数文件通常默认在ORACLE_HOME/dbs目录下，以init+${ORACLE_SID}.ora方式命名。其中包含了控制文件位置、adump文件地址、UNDO表空间、兼容版本、DB_NAME、内存分配信息等。 实例启动时首先尝试读取spfile，获取失败，再寻找文本格式的pfile，都获取不到则启动失败。此时能够经过如下方式启动实例： 一、一般数据库中会存在一份pfile的克隆文件，文件名以init.ora.数字的方式命名，经过STARTUP PFILE='克隆参数文件地址'方式启动。 二、手动重建参数文件。参数文件的建立仍是很简单的，注意__oracle_base、*.audit_file_dest、*.control_files、*.db_recovery_file_dest、*.db_name、*.diagnostic_dest便可,其余非默认参数能够在trace文件中获取，建立pfile，而后指定pfile启动便可。 以上步骤完成后需执行create spfile from pfile命令，不然下次启动时仍需以指定pfile的方式才能启动。  当实例启动后，具有SYSDBA、SYSOPER、SYSBACKUP、SYSDG、SYSKM权限的用户就能够登陆了。

MOUNT

 该阶段建立实例与数据库之间的关联。实例经过*.control_files定位控制文件位置，并打开控制文件读取数据库相关信息，包括数据文件、redo日志在磁盘中的位置以及名称。  控制文件是实例与数据库沟通的桥梁，控制文件丢失将致使实例没法访问到数据库的信息，从而没法装载数据库。关于控制文件的重建，能够查看我以前写的一篇博文，重建控制文件。控制文件的重建须要定位全部数据文件以及redo日志的位置。

OPEN

 只有启动到OPEN状态咱们才能对数据库进行正常的操做，这时普通用户才能登录数据库。当OPEN数据库时，首先会打开除undo之外的，处于online状态的数据文件；而后打开undo数据文件；最后才是打开在线重作日志文件。若是咱们关闭数据库的执行shutdown abort，那么在这一步将执行实例恢复的操做。在这个过程咱们容易遇到的主要问题有，数据文件的丢失、损坏等状况。  在11G中存在服务器异常关闭后没法自动完成实例恢复的bug，须要手动的完成实例恢复。

从OPEN到SHUTDOWN

首先看下oracle concept中SHUTDOWN数据库的顺序图： 首先会关闭数据文件以及联机重作日志，而后关闭控制文件到NOMOUNT状态，此时实例仍在运行，最后shutdown实例。

SHUTODOWN模式

shutdown命令有ABORT、IMMEDIATE、TRANSACTIONAL、NORMAL四种模式，其产生的行为以下表：

Database Behavior	ABORT	IMMEDIATE	TRANSACTIONAL	NORMAL
Permits new userconnections	×	×	×	×
Waits until current sessions end	×	×	×	√
Waits until current transactions end	×	×	√	√
Performs a checkpoint and closes open files	×	√	√	√

SHUTDOWN ABORT仅在无可奈何的状况下才使用，例如其余三种模式均没法关闭数据库。该模式不会将checkpoint写入数据文件的header中，也会不将SGA中的缓存的数据写入数据文件和联机重作日志中、以及对当前事物进行回滚，当启动数据库时须要进行实例恢复。

小结

 数据库启动时涉及到的参数文件以及控制文件，虽而后期都能手动重建，可是仍是须要耗费一些时间的，特别是控制文件的重建。建议在平常的运维中，对控制文件和参数文件都进行一下备份，平时多花一些时间，可让咱们在遇到数据库宕机时节省不少时间。对于控制文件，咱们能够建立多份控制文件，放置在不一样的磁盘便可。当咱们执行alter system命令修改参数时使用scope=both，将修改的参数同时写入spfile和pfile，并对pfile进行备份。  理解数据库启动各个阶段执行的操做，对于咱们快速定位没法启动数据库仍是颇有必要的，只有理解了每一个阶段实例会进行哪些操做，咱们能大大缩小数据库没法启动到下一个阶段的问题范围。