讀與寫是每個數(shù)據(jù)庫提供的最基本的功能。當(dāng)數(shù)據(jù)庫中出現(xiàn)第一個進程時，總免不了要將數(shù)據(jù)從磁盤上加載到內(nèi)存中，一次數(shù)據(jù)庫的物理I/O由此發(fā)生。而這對應(yīng)著數(shù)據(jù)庫的讀事件。通常大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)庫中不僅會伴隨著大量的讀，也會產(chǎn)生大量的寫入更新操作，而類似寫入更新的操作則需要將修改后的數(shù)據(jù)寫回到磁盤中。

顯然，對于讀操作來說，總是依據(jù)需要讀取數(shù)據(jù)的請求從磁盤上或內(nèi)存中找到對應(yīng)滿足的數(shù)據(jù)返回給客戶端。也就是說，讀操作必定是伴隨著客戶端會話的請求而出現(xiàn)的。那么，寫操作在數(shù)據(jù)被更新/修改后是如何寫回到磁盤中的？

Oracle實例在啟動時在內(nèi)存中劃分了一塊區(qū)域，被稱作 SGA(System Global Area,系統(tǒng)全局區(qū))。其中共有6大內(nèi)存區(qū)域，緩沖數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)部分的內(nèi)存區(qū)域則稱為 Database Buffer Cache(數(shù)據(jù)庫高速緩存區(qū))。

Database Buffer Cache 主要用來提高數(shù)據(jù)的訪問性能，避免訪問數(shù)據(jù)庫過程中出現(xiàn)大量的磁盤讀寫?？梢姡?strong>Database Buffer Cache 存在的意義不僅在于緩存數(shù)據(jù)庫中讀的數(shù)據(jù)，而且需要提升數(shù)據(jù)庫的寫性能。既然如此，數(shù)據(jù)被修改或更新后也不是立刻會寫回到磁盤中的，而應(yīng)該有一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)寫回到磁盤中。而實現(xiàn)這一機制的，則是 DBWR(Database Writer)。

后臺進程-DBWR

DBWR 是Oracle數(shù)據(jù)庫中的一個后臺進程，用于將 Database Buffer Cache 中的被修改的數(shù)據(jù)寫回到磁盤中。在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)最先從磁盤上讀取數(shù)據(jù)并加載到內(nèi)存中，此時的數(shù)據(jù)并沒有被任何的用戶進程修改過，這種類型的數(shù)據(jù)稱為 Cleaning Data。而當(dāng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)被用戶進程修改了某些字段的值后，因為數(shù)據(jù)是在內(nèi)存中被修改的，修改后的數(shù)據(jù)(內(nèi)存中)因為與磁盤上的數(shù)據(jù)文件中記錄的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了不同，因此這部分被修改過的數(shù)據(jù)被稱為 Dirty Data。當(dāng)內(nèi)存區(qū)域中的 Dirty Data 被 DBWR 進程寫入到磁盤上后，數(shù)據(jù)文件又恢復(fù) Clenaing 狀態(tài)，這個過程稱為 刷臟。

內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是無論如何也要寫回到磁盤中的，這一點是確定無疑的。但更困難的問題在于以什么樣的機制將數(shù)據(jù)寫回到磁盤。

針對這個問題，或許有很多中解決方案。或者寫入發(fā)生在數(shù)據(jù)修改的那一刻，或者定時定量將數(shù)據(jù)寫回到磁盤，或者由其他機制(進程)觸發(fā)寫入操作，或許都是可行的方案。

先說說寫入發(fā)生在數(shù)據(jù)修改的那一刻的情況，這種情況下數(shù)據(jù)庫中發(fā)生一次數(shù)據(jù)修改后，就需要立刻將數(shù)據(jù)寫回到磁盤中。顯然，一旦這么做會在數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)生大量的物理寫入，而過多的物理I/O會降低數(shù)據(jù)庫的性能，顯然，修改即寫入無法滿足數(shù)據(jù)庫的性能要求，但這種方式或許是保障數(shù)據(jù)不會丟失的好辦法。

接著是定時定量將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫回到磁盤中，這種方式也是 DBWR 機制中的一種。與修改即寫入不同的是，被修改的數(shù)據(jù)會在內(nèi)存中保留一段時間，直到達到數(shù)據(jù)庫后臺進程 DBWR 設(shè)定(默認)的時間閾值后，一次將內(nèi)存中被修改的數(shù)據(jù)塊寫回到磁盤中。相比修改即寫入，定時定量將內(nèi)存區(qū)域被修改的數(shù)據(jù)塊則可以避免可能發(fā)生在數(shù)據(jù)庫中的大量物理I/O問題，從而提高數(shù)據(jù)庫的訪問性能。

DBWR 后臺進程中也是定時定量對 數(shù)據(jù)庫高速緩存區(qū) 中的數(shù)據(jù)進行寫回到磁盤操作的。在Oracle中，DBWR 每隔3s啟動一次進程將數(shù)據(jù)寫回到磁盤中；另一種情況是當(dāng)內(nèi)存中的臟數(shù)據(jù)塊占比達到一定限制后，也會觸發(fā) DBWR 進程將臟數(shù)據(jù)刷回到磁盤中去。

再來說按規(guī)則(機制)將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫回到磁盤的情況。這種方式類似于定時定量的方式，都是以某一種設(shè)定條件作為觸發(fā) DBWR 寫數(shù)據(jù)的依據(jù)。在Oracle中，則是使用 CKPT 檢查點作為觸發(fā) DBWR 的條件。

當(dāng)數(shù)據(jù)庫發(fā)生檢查點事件時，后臺進程 DBWR 會被啟動，并將當(dāng)前內(nèi)存區(qū)域中的臟數(shù)據(jù)統(tǒng)一寫回到磁盤中的數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)中的檢查點回周期性的執(zhí)行，以此保證內(nèi)存中的數(shù)據(jù)可以有效的被寫回磁盤。

后臺進程-LGWR

數(shù)據(jù)庫中 DBWR 進程觸發(fā)時，會響應(yīng)啟動另一個后臺進程-LGWR，用于將數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)變更的歷史記錄到日志文件中。并且，DBWR 后臺進程在 LGWR 進程寫入重做日志期間會保持阻塞狀態(tài)，當(dāng) LGWR 寫入日志完成后，DBWR 開始將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)寫入到磁盤中。

在 SGA 內(nèi)存區(qū)中，保存重做日志的區(qū)域稱為 Redo Log Buffer(重做日志緩存區(qū))，當(dāng)需要將數(shù)據(jù)修改對應(yīng)的日志記錄到日志文件中時，會觸發(fā) LGWR 后臺進程將緩存區(qū)的日志寫入到重做日志文件中。

在Oracle數(shù)據(jù)庫中，日志的完整性是十分重要的。絕不僅僅只是記錄，當(dāng)實例異常故障后再恢復(fù)時需要應(yīng)用重做日志文件，將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到故障前一刻的狀態(tài)。只有被寫入重做日志中的數(shù)據(jù)，在內(nèi)存區(qū)域被修改的數(shù)據(jù)才算是安全的。

與數(shù)據(jù)何時寫回到磁盤一樣，數(shù)據(jù)庫日志緩存區(qū)的日志也需要根據(jù)一定的規(guī)則將日志文件記錄到重做日志文件中。觸發(fā) LGWR 進程寫入日志的情況包含以下幾種：

當(dāng)用戶進程執(zhí)行了 rollback(回滾) 或 commit(提交) 事件時，數(shù)據(jù)庫會啟動后臺的 LGWR 進程，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)變更的記錄記錄到聯(lián)機重做日志文件中；同樣，當(dāng)內(nèi)存區(qū)域的日志緩存區(qū)的空間不夠用時，也會觸發(fā) LGWR 后臺進程將日志緩存區(qū)的日志寫入到重做日志中。

與 DBWR 一樣，LGWR 也會每隔3s將日志緩存區(qū)的日志寫入到重做日志中。

redo log buffer 內(nèi)存區(qū)域的日志占用的空間達到一定限制后(默認超過日志緩存區(qū)1/3的空間時)，觸發(fā) LGWR 后臺進程開始將緩存區(qū)的日志寫入到重做日志中。

最后，LGWR 寫日志時會根據(jù)日志出現(xiàn)的先后順序?qū)?nèi)存區(qū)域的日志順序的寫入到日志文件中，是為了數(shù)據(jù)庫恢復(fù)時按照數(shù)據(jù)被修改的先后順序應(yīng)用redo，保證數(shù)據(jù)的正確性和一致性。