4.3 Oracle Background Process

Oracle Instance 在啟動的過程中，除了向作業系統獲取需要的資源外，另外也同時產生運行 Instance 所必需的 Background Process。隨著 Oracle 資料庫版本日新月異，新功能推陳出新，使得 Instance 初始所產生的 Background Process 也越來越多，但其中有五個 Background Process 是 Oracle 資料庫的根本，這五個 Background Process 缺一不可，只要其中一個異常，便會造成資料庫無法運行，這五個 Background Process 分別為: SMON (System Monitor Process)、PMON (Process Monitor Process) 、DBWn (Database Writer Process) 、LGWR (Log Writer Process) ，CKPT (Checkpoint Process)。其功能說明如下:

SMON (System Monitor Process):

 SMON 主要的任務有兩個，其一為當資料庫異常中止或未經正常程序關閉時，下次重新啟動就必須要進行 Instance Recovery，而這個工作就是交由 SMON 來執行；另外一項任務就是負責回收資料庫所使用完畢的 Temporary Segment，例如 SQL Statement 所進行的排序行為、或是使用 Temporary Table 進行操作，這些作業結束後都會交由 SMON 來回收 Temporary Segment。

PMON (Process Monitor Process):

 PMON 顧名思義就是用來監控 Process 的狀態，當 user process 異常終止時，PMON 會將未完成的交易進行 rollback，同時清理此 process 所使用的 buffer cache 並且釋放此 process 所佔用的資源，例如釋放 process 所佔用的 lock；此外，若是於 sqlnet 有設定 session timeout，PMON 也會定期檢查 idle session 是否已達到所設定的 timeout 時間。PMON 的最後一項任務則是將資料庫服務註冊到 Listener 上，但這項任務於 Oracle 12c 之後已被另一個 process LREG (Listener Registration Process) 所取代。

DBWn (Database Writer Process):

 DBWn 的 “n” 代表數字，表示 Database Writer Process 可以有多個，由參數 db_writer_processes 設定，此參數設定完畢後資料庫需重新啟動才會生效，例如 db_writer_processes=4，則 Database Writer Process 會有四個 DBW0~DBW3。DBWn 主要的任務是將資料庫的 Dirty Buffer 寫入磁碟當中，資料庫在運行的過程當中，為了提高效能，資料庫上的操作都盡可能的使用記憶體 (Buffer)，不論是讀取或是寫入，當讀取資料時，首先會從記憶體中尋找是否有此筆資料，如果沒有的話再從磁碟讀取，而這筆讀取過的資料便會佔存在記憶體中供下次的讀取；同理當資料有新增或更新時，也會將新的資料佔存在記憶體中，此時記憶體中存放的資料與磁碟上存放的資料就會有不一致的情形，而這不一致的資料便稱做 Dirty Buffer。當 DBWn 要寫入 Dirty Buffer 之前，會先去檢查 Redo Log 於上個 checkpoint 到這個 checkpoint 之中有哪些交易，確認哪些資料是屬於 Dirty Buffer，確認完畢後再將其寫入 Disk。

LGWR (Log Writer Process):

 LGWR 主要的任務是將 Log Buffer 中的交易訊息寫入到 Redo Log，符合下列事件時便會觸發 LGWR:交易進行 commit 時、Log Buffer 1/3 滿、每 3 秒鐘，DBWn 要寫入 Dirty Buffer 時。由於 DBWn 需於 Redo Log 確認 Dirty Buffer，因此在這之前 LGWR 必須先將 Log Buffer 中的交易寫入 Redo Log，這樣才能使得 DBWn 獲得正確的資訊。

CKPT (Checkpoint Process):

 CKPT 主要的任務是用來更新資料庫的 SCN (System Change Number)。SCN 由一串數字所組成，此數字由資料庫自行維護並且累積遞增，主要的功能是用來確保資料庫所有的檔案在某個時間點，其內容都是一致的。SCN 主要存放於 Control file 以及每個 Datafile 的 file header 中，Control file 存放的是 System SCN 與每個 Datafile 的 SCN，而 Datafile 的 file header 則是只存放此 Datafile 的 SCN，當資料庫正常關閉時，所有檔案的 SCN 都會更新為一致才將資料庫關閉；同理在資料庫啟動時也會檢查是否所有檔案的 SCN 均為一致才會將資料庫啟動，若有不一致的情形，此時資料庫就必須進行 recovery 的動作了。

隨著 Oracle 資料庫版本的更新，資料庫所產生的 Background Process 也越來越多，例如 Oracle 10g 開始多了 AWR 、 ASH 與自動化記憶體管理功能，所以系統便多了 MMON、MMNL 與 MMAN 這些 Background Process 來運行這些功能。MMON 預設每 60 分鐘收集一次 AWR Data；MMNL 用來 Flush ASH Buffer 至 AWR，MMAN 則是當使用自動記憶體管理時，用來調配各 pool 的大小。但不論 Oracle 的版本如何演進，SMON、PMON、DBWn、LGWR，CKPT 這五個最根本的 Background Process 都是不會改變的。