什么是数据库实例在实际的开发APP应用程序中，对于Oracle数据库，我们经常听到创建数据库、创建实例、启动Instance等。 其实问他们数据库是什么，Instance是什么，也许他们给的答案是数据库是Instance，Instance是数据库。 没有任何区别。 在这里，他们可能使用甲骨文有一定的经验，但基本概念只能说还不太清楚。
我们知道数据库是存储数据的介质，而数据以某种格式存储在特定文件中。 我们比较早接触到的数据库，例如DBASE/FORXBASE等数据库，实际上经常表现为记录管理系统。 文件中以格式存储了一些数据记录。 开发早期DBASE APP应用程序的程序员可能还记得第一个dbase数据库是独立的。 因此，不考虑互斥或锁定的问题，根据业务要求处理记录即可。 后来有了新网，福克斯的应用得到了广泛的应用。 hmdhmgsjx最初学习NOVELL网络时也感到困惑，对FOXBASE能够在NOVELL网络上运行感到非常神秘。 然后，NOVELL网络实际上为FOXBASE数据库提供了共享文件系统，FOXBASE理解通过NOVELL共享文件系统在多个网络终端之间共享，然后在NOVELL网络上理解的FOXBASE中
刚才好像有点远，相反，让我们看看Oracle数据库。 Oracle数据库是支持高并发的RDBMS系统。 因此，Oracle还需要解决大量并发用户的一致访问问题。 因此，Oracle数据库在TWO-TASK模式下提供服务，而不是让APP应用程序直接打开数据文件并处理数据库。 在此体系结构中，APP应用程序不能直接访问数据库，而是必须通过称为实例的逻辑结构访问数据库。
接下来，我们需要了解INSTANCE这个新的非常重要的概念。 那么什么是实例呢？ 官方说法是，Instance是操作系统中的一系列进程，以及分配给这些进程的内存块。 为了清楚地说明实例，Oracle数据库实例是访问Oracle数据库的通道。
首先，让我们来看看数据库实例的一些基本概念。 数据库实例包含Oracle共享内存和一系列后台进程。 一个实例同时只能打开一个数据库，一个数据库可以由多个实例同时打开。 当然，这是人们常说的RAC。 Oracle数据库的实例必须依赖于特定的ORACLE_HOME，并且包含在启动该实例所需的所有程序和相关文件$ORACLE_HOME中。 此外，每个实例都有自己的SID。 可以在同一ORACLE_HOME中启动多个实例，但这些实例需要不同的SID。 其他非RAC数据库不能在多个实例上打开，因为它们是在多个实例装载独立数据库时独占执行的。 RAC的数据库，只能由同一群集中的多个实例打开。 同一群集以外的节点不能打开同一数据库。
在上述说明中，我们了解了实例、数据库、ORACLE_HOME和SID等概念之间的关系。 接下来，让我们详细了解一下实例。 在Oracle中，可以启动Oracle实例。 此时，尽管有进程和SGA等一系列内存，但此时并未读取数据库文件。 实例启动后，它为访问Oracle数据库提供了基本环境。 此基环境包含Oracle数据库的一系列内部数据结构，包括Oracle数据库的SQL和数据字典缓冲区(共享池中的库缓存和行缓存)以及数据块缓冲区(DB CACHE ) 在启动Oracle实例的UNIX系统上，可以使用ipcs命令检查共享内存的状态。
[oracle@ ~]$ ipcs
--------sharedmemorysegments----------------------------------------
keyshmidownerpermsbytesnattchstatus
0x9a 8837 b 4163840 Oracle 640105067315220
------- semaphore arrays----------
key semid owner perms nsems
0x03c13d24 753664 oracle 640 154
可以看到Oracle用户被分配了一组共享内存和信号。 这与在UNIX下创建具有共享内存的APP应用程序没有区别。 实例启动时，首先加载参数文件，并基于参数文件中定义的内存相
关参数创建共享内存和信号灯，然后将参数文件装载到共享内存中的被称为ksppi的内存区域，同时将当前实例的参数装载到一个独立的区域－ksppsv。根据参数文件，启动进程完成SGA中内存结构的初始化工作，然后启动相关的后台进程。这个过程完成后，数据库实例启动的第一步，nomount就完成了。实例启动到nomount后，所有的共享内存和后台进程都已经装载完毕，于是，根据参数文件中控制文件的位置，打开控制文件，并对控制文件进行校验，如果这个步骤没有发现问题，就完成了mount步骤。
数据库实例mount完成后，通过对控制文件，UNDO ,REDO等进行比对分析后，发现数据库状态是一致的，数据库实例就可以OPEN数据库了。数据库Open 后数据库实例就可以提供对外服务了。
关于数据库实例启动过程在很多书中都有十分详细的介绍，因此在本节中就不浪费篇幅再详细描述了。数据库实例启动后，应用程序就可以通过数据库实例来访问数据库了。
应用要访问Oracle 数据库，可以通过三种方式，第一种方式是应用进程直接访问数据库实例的共享内存；第二种方式是通过beq协议在本机上访问；第三种方式是通过网络协议访问。第一种方式使用的场合很少，我们不做过多的讨论。我们下面着重讨论通过第二种和第三种方式访问数据库。
首先后两种访问数据库的方式都是基于TWO-TASK结构的，都需要在数据库服务器上建立一个服务进程（SERVER进程，或者前台进程）来为客户端应用服务（在这里我们又有一个限定条件，我们讨论的是独立服务器模式，共享服务器模式十分类似，我们将在后面进行一个专题描述）。TWO-TASK架构下访问数据库，首先需要在服务器端创建一个进程，这个进程启动时首先要映射共享内存，然后才能够通过共享内存中的内部数据结构完成会话的初始化工作。
在本机上不经过SQL*NET连接数据库，前台进程和用户进程之间通过IPC机制进行通讯，通讯协议就是著名的Bequeath协议，简称BEQ协议。而如果通过SQL*NET连接数据库，那么就需要使用网络协议，现在TCP/IP协议已经成为使用最为广泛的协议，因此我们主要面对的是TCP/IP协议，而10多���前，著名的SPX协议、DECNET协议、TOKEN RING协议等都曾经是DBA进程配置的协议。使用SQL*NET协议的前台进程和用户进程之间的通讯采用SOCKET通讯。实际上，在服务器上，我们也可以使用SQL*NET连接数据库，只不过我们很少会去这样做，因为BEQ协议在效率上高于SOCKET通讯。
除了使用的协议不同，在本机上通过BEQ协议连接数据库实例和通过SQL*NET连接数据库实例还有什么不同吗？很多DBA可能会感觉有所不同，因为在本机上直接连接数据库协议，前台进程是shell进程产生的子进程，而通过SQL*NET连接数据库实例，SERVER进程是LISTENER（tnslsnr）产生的子进程，如果listener进程的属性不同，那么产生的子进程会和shell直接产生的子进程有所不同。这一点不同在早期的Oracle 版本中确实存在，而自从$ORACLE_HOME/oracle这个映像文件被设定为s属性后，这个问题就不存在了。Oracle映像通过s属性可以将子进程的属性转为oracle用户。
不过使用BEQ协议和网络协议在服务进程方面还是有所不同，BEQ协议通过IPC通讯，因此不需要使用SOCKET，而通过网络协议（SQL*NET）连接，客户进程最初连接的是tnslsnr进程，tnslsnr进程接受了连接请求后，为其创建一个子进程，然后通知客户端进程重新连接到子进程上继续工作。在这个时候，就存在一个SOCKET重定向的问题。LISTENER产生子进程时会为新的连接分配一个未被使用的端口号，这个子进程启动后就在该端口上侦听，同时LISTENER会通知客户端进程，要求其重定向到新的端口号。此时客户端进程会关闭老的SOCKET，并打开一个新的SOCKET，完成登录操作。
可能有些DBA对上面的讨论感到有些迷茫了，怎么讨论实例的问题，一下子又转到了LISTENER的工作机制上了，这些知识对于DBA又有什么作用呢？我们刚才一直在强调实例是客户端访问数据库的通道，因此讨论客户单如何通过LISTENER连接数据库就十分有意义了。
首先第一点，现在很多客户对系统安全性要求很高，因此服务器上大量的网络端口是被封掉的，只有必须使用的才会被开放。那么对于Oracle 数据库来说，我们只需要开放监听器所需要的端口就可以了吗？事实上不是这样的，除了开放类似1521的监听端口外，我们还需要开放一些高端口，这些端口将被用于SOCKET重定向。
可能很多用户碰到过在客户端连接数据库的过程中经常会碰到TNS-12535之类的错误，开始的时候总是从网络超时的角度去分析，不过这样分析往往很难找到真正的故障原因。这类问题在一个存在防火墙的环境中，往往是由于在防火墙环境下的SOCKET重定向引起的，特别是在有NAT功能的防火墙上，这类问题很容易出现。客户端连接的是一个NAT翻译后的IP地址，而重定向的时候，LISTENER要求客户端连接到真实的IP地址上，这样就会出现连接超时导致的失败。这种情况一般的解决方案是使用connect manager(CMAN)，hmdhmgsjx也曾经碰到过几个这样的客户，最后是通过CMAN来彻底解决问题的。
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