Oracle 12c CDB数据库中数据字典架构

待我称王封你为后i 2022-06-15 11:25 181阅读 0赞

数据字典就是元数据的集合，比如创建的表，列，约束，触发器等等这些都是元数据，需要保存到数据库中。除此之外，Oracle自身的一些数据库对象，如目录，PL/SQL代码等等这些都是元数据，都需要存放在数据字典中。随着12c 容器数据的普及，Oracle数据字典发生了哪些变化呢，下文即是具体描述。

# 一、数据字典及其形成 #

## 1、数据字典 ##

数据字典是元数据的集合，从逻辑上和物理上描述了数据库及内容，存储于SYSTEM与SYSAUX表空间内的若干段。

SYS用户拥有所有的数据字典表，数据字典基本一般以结尾，如col，tab$等，这些数据字典存放在system表空间中。

## 2、数据字典的形成 ##

在数据库创建阶段创建，在使用阶段维护和更新

无法通过DML操作来修改，只能通过相关的命令修改系统，来达到间接修改数据字典。

## 3、数据字典包括的内容 ##

数据库对象的定义信息

用户定义信息

PL/SQL代码

用户创建的其他对象等

关于数据字典详细介绍可以参考：[Oracle 数据字典和数据字典视图][Oracle]

# 二、CDB数据库中数据字典架构 #

## 1、数据字典存放方式的变更 ##

在Oracle 12c之前的数据库版本，系统数据字典和用户数据字典采取了混合存放的处理方式。

在Oracle 12c CDB数据库中采取分离存放的方式，及各个PDB数据字典独立存放。

从用户和应用程序的角度来看，CDB中每个容器中的数据字典是分开的，因为它将在非CDB中。

## 2、非CDB混用数据字典情形示意图 ##

在新创建的不包含用户数据的非CDB中，数据字典仅包含系统元数据。

例如，TAB$表包含仅描述Oracle提供的表的行，例如TRIGGER$和SERVICE$。

随着用户数据库对象添加到数据库，则用户添加的这些对象信息被混合存放到了系统数据字典(即Oracle提供的数据对象字典)

如下图描绘了二个基础数据字典表

左边图示中黑色条表示描述系统数据字典的行，绿色条的表示用户对象产生的行相间到数据字典表  
![这里写图片描述][SouthEast]

## 3、CDB分离数据字典情形示意图 ##

在CDB中，数据字典元数据在根和PDB之间分割。

在下图中，表emp和dept位于PDB中。该用户数据的数据字典也驻留在PDB中。因此，TAB$PDB中的表具有emp表的行和表dept的行。

![这里写图片描述][SouthEast 1]

那对于Oracle提供的系统对象(系统级别数据字典)要如何访问呢，Oracle通过内部指针的方式来实现。

如下图显示PDB中的数据字典包含指向根中数据字典的指针。在内部，Oracle提供的对象（如数据字典表定义和PL / SQL包）仅在根中表示。

![这里写图片描述][SouthEast 2]

这种架构实现了CDB内的两个主要目标：

减少重复

例如，DBMS\_ADVISORCDB不是将PL / SQL包的源代码存储在每个PDB中，而是将其存储在CDB$ROOT其中，从而节省了磁盘空间。

易于数据库升级

如果数据字典表的定义存在于每个PDB中，并且如果定义在新版本中更改，则每个PDB将需要单独升级以捕获更改。在根中存储表定义只有一次消除了这个问题。

## 4、元数据和数据链接 ##

CDB使用内部链接机制来分离数据字典信息。

具体来说，Oracle数据库使用以下自动管理的指针：

*  元数据链接

Oracle数据库仅在CDB根目录中存储有关字典对象的元数据。例如，数据字典视图下的OBJ$字典表的列定义DBA\_OBJECTS仅存在于根目录中。如前一图示，OBJ$在每个PDB表使用称为内部机构的元数据链接指向存储在根定义的OBJ$。

该数据对应于元数据链路驻留在其PDB，而不是在根。例如，如果您在hrpdb上的表mytable中添加行，然后将行存储在PDB数据文件。PDB和根中的数据字典视图包含不同的行。描述表mytable的一个新行被添加到hrpdb的OBJ$，但是不存在于CDB根目录中的OBJ$。因此，查询DBA\_OBJECTS在CDB根和DBA\_OBJECTS在hrdpb显示出不同的结果。

*  数据链接

注意：  
  Oracle数据库12 c版本1（12.1.0.2）中的数据链接称为对象链接。

在某些情况下，Oracle数据库将一个对象的数据（不仅仅是元数据）存储在应用程序根目录中。应用程序PDB使用称为数据链接的内部机制来引用应用程序根目录中的对象。创建数据链接的应用程序PDB还存储数据链接描述。数据链接继承其所涉及的对象的数据类型。

*  扩展数据链接

扩展数据链路是数据链路和元数据链路的混合。像数据链接一样，扩展数据链接引用应用程序根目录中的对象。然而，扩展数据链路也引用PDB中的相应对象。像元数据链接一样，应用程序PDB中的对象从应用程序根目录中的相应对象继承元数据。

在应用程序根目录中查询时，扩展的数据链接对象仅从应用程序根目录中获取行。然而，当在应用程序PDB中查询时，扩展的数据链接对象从应用程序根和应用程序PDB中获取行。

Oracle数据库自动创建和管理元数据和数据链接CDB$ROOT。用户无法添加，修改或删除这些链接。

# 三、演示非CDB及CDB数据字典 #

## 1、基于非CDB数据库数据字典变化演示 ##

SQL> SELECT name,
      2         DECODE (cdb,
      3                 'YES', 'Multitenant Option enabled',
      4                 'Regular 12c Database: ')
      5            "Multitenant Option",
      6         open_mode,
      7         con_id
      8  FROM   v$database;   --如查询结果所示，为非CDB数据库
    
    NAME      Multitenant Option         OPEN_MODE                CON_ID
    --------- -------------------------- -------------------- ----------
    NOCDB     Regular 12c Database:      READ WRITE                    0
    
    --检查当前数据库数据字典是否存在T1对象
    SQL> select name,owner#,ctime from obj$ where name='T1';
    
    no rows selected
    
    --当前数据库总对象数
    SQL> select count(*) from obj$;
    
      COUNT(*)
    ----------
         21703
    
    --由于当前的cdb为手工创建，因此，创建一个新用户
    SQL> create user leshami identified by pass
      2  default tablespace users;
    
    --授权
    SQL> grant dba,resource,connect to leshami;
    
    SQL> conn leshami/pass
    
    SQL> create table t1(id number,ename varchar2(20));
    
    SQL> conn / as sysdba
    
    --可以查询到对象已经添加到数据字典
    SQL> select name,owner#,ctime from obj$ where name='T1';
    
    NAME           OWNER# CTIME
    ---------- ---------- ---------
    T1                 72 01-JUN-17
    
    --相应的总数目也增加了1个
    SQL> select count(*) from obj$;
    
      COUNT(*)
    ----------
         21704

## 2、基于CDB数据库数据字典变化演示 ##

SQL> SELECT name,
     2 DECODE (cdb,
     3 'YES', 'Multitenant Option enabled',
     4 'Regular 12c Database: ')
     5 "Multitenant Option",
     6 open_mode,
     7 con_id
     8 FROM v$database; --此查询结果如下，即连接到了CDB数据库
    
    NAME      Multitenant Option         OPEN_MODE CON_ID
    --------- -------------------------- -------------------- ----------
    CDB1      Multitenant Option enabled READ WRITE                    0
    
    --当前CDB数据库下的容器
    SQL> select name,con_id,open_mode from v$containers;
    
    NAME                    CON_ID OPEN_MODE
    ------------------- ---------- ----------
    CDB$ROOT                     1 READ WRITE
    PDB$SEED                     2 READ ONLY
    CDB1PDB1                     3 MOUNTED
    
    --在CDB容器数据字典中查看是否存在表T1,如下结果显示为无
    SQL> select name,owner#,ctime from obj$ where name='T1';
    
    no rows selected
    
    --统计当前CDB容器数据字典中obj$的总数目
    SQL> select count(*) from obj$; COUNT(*) ----------
     72635
    
    --打开pdb数据库cdb1pdb1
    SQL> alter pluggable database cdb1pdb1 open;
    
    Pluggable database altered.
    
    --切换到pdb容器数据库cdb1pdb1
    SQL> alter session set container=CDB1PDB1;
    
    --在PDB中查看是否存在表T1
    SQL> select name,owner#,ctime from obj$ where name='T1';
    
    no rows selected
    
    --统计PDB容器数据字典中obj$的总数目
    SQL> select count(*) from obj$; COUNT(*) ----------
     72648
    
    --开启另外一个session，使用hr账号登陆
    $ sqlplus hr/hr@cdb1pdb1
    
    --创建表对象
    SQL> create table t1(id number,ename varchar2(20));
    
    --切换到cdb数据库
    SQL> conn / as sysdba
    
    SQL> select 'Leshami' Author,'http://blog.csdn.net/leshami' Blog,
     2 '645746311' QQ from dual;
    AUTHOR  BLOG                         QQ
    ------- ---------------------------- ---------
    Leshami http://blog.csdn.net/leshami 645746311
    
    SQL> select name,owner#,ctime from obj$ where name='T1';
    
    no rows selected
    
    SQL> select count(*) from obj$; --数据库对象在cdb中不存在，总数也没有增加 COUNT(*) ----------
     72635
    
    --切换到pdb数据库
    SQL> alter session set container=CDB1PDB1;
    
    SQL> select name,owner#,ctime from obj$ where name='T1'; --数据字典中存在已创建的对象
    
    NAME                OWNER# CTIME
    --------------- ---------- ---------
    T1                     107 01-JUN-17
    
    SQL> select count(*) from obj$; --数据字典总数目增加1条 COUNT(*) ----------
     72649

# 四、数据字典视图 #

在启用CDB之后，数据字典相关视图也有一些变化，主要是增加了CDB相关的视图。如下图所示：  
![这里写图片描述][SouthEast 3]

# 五、更多参考 #

[http://docs.oracle.com/database/122/CNCPT/overview-of-the-multitenant-architecture.htm][http_docs.oracle.com_database_122_CNCPT_overview-of-the-multitenant-architecture.htm]  
[Oracle 12c多租户架构及优缺点][Oracle 12c]  
[Oracle 12c手工建库(非CDB及CDB创建)][Oracle 12c_CDB_CDB]

[![DBA牛鹏社(SQL/NOSQL/LINUX)][DBA_SQL_NOSQL_LINUX]][DBA_SQL_NOSQL_LINUX_DBA_SQL_NOSQL_LINUX]

![这里写图片描述][1493001734_6055.jpg]

[Oracle]: http://blog.csdn.net/leshami/article/details/5711383
[SouthEast]: /images/20220615/3c1adf82aa384a2a871bab53dac7c6a4.png
[SouthEast 1]: /images/20220615/25a712fbf16a4072a899f6db6e75b95e.png
[SouthEast 2]: /images/20220615/b8bc3300f4384c75abdf7f772541bbc8.png
[SouthEast 3]: /images/20220615/60b72932486a44338c9a2d38b5648fa0.png
[http_docs.oracle.com_database_122_CNCPT_overview-of-the-multitenant-architecture.htm]: http://docs.oracle.com/database/122/CNCPT/overview-of-the-multitenant-architecture.htm
[Oracle 12c]: http://blog.csdn.net/leshami/article/details/72783381
[Oracle 12c_CDB_CDB]: http://blog.csdn.net/leshami/article/details/72821806
[DBA_SQL_NOSQL_LINUX]: http://pub.idqqimg.com/wpa/images/group.png
[DBA_SQL_NOSQL_LINUX_DBA_SQL_NOSQL_LINUX]: /images/20220615/a6c19ffb92dc4f51a6dfa66c81d8ed8f.png
[1493001734_6055.jpg]: https://img-my.csdn.net/uploads/201704/24/1493001734_6055.jpg