Oracle 12.1发布至今已有多年,但国内Oracle 12C的用户并不多,随着12.2在去年的发布,选择安装Oracle 12c的客户量明显增加,在接下来的一两年中,Oracle 12c将逐步得到普及。
目前关于12C新特性的文章很多,但大多都不成体系,本次的文章是一个非常完整、连贯的系列,将带你全面的从基础到深入全方位的理解Oracle 12C。
本篇为Oracle 12c系列的开篇文章《Oracle 12c系列(1)Multitenant Container》。
Oracle Multitenant Container Database(CDB),即多租户容器数据库,是Oracle 12C引入的特性,指的是可以容纳一个或者多个可插拔数据库的数据库,这个特性允许在CDB容器数据库中创建并且维护多个数据库,在CDB中创建的数据库被称为PDB,每个PDB在CDB中是相互独立存在的,在单独使用PDB时,与普通数据库无任何区别。
CDB根容器数据库的主要作用就是容纳所有相关的PDB的元数据,以及在CDB中对所有的PDB进行管理。
CDB with PDBs
sys. ora12c>show pdbs
CON_ID CON_NAME OPEN MODE RESTRICTED
---------- ------------------------------ ---------- ----------
2 PDB$SEED READ ONLY NO
3 ORA12CPDB READ WRITE NO
4 PDB2 MOUNTED
5 PDB1 MOUNTED
6 PDB3 READ WRITE NO
sys. ora12c>
PDB$SEED为CDB seed,ORA12CPDB/PDB1/PDB2/PDB3为PDB数据库。
在12cR2版本中,Oracle对多租户功能进行了增强,在CDB root容器中可以创建一个叫做Application root的容器,可在其内创建多个依赖于Application root的Application PDBs,架构图如下:
Application
Containers in a CDB
“Application”
更多的关于Application Containers相关内容请参考之前的Application Containers系列:
《Oracle12cR2版本Application Containers特性(1)》
《Oracle12cR2版本Application Containers特性(2)》
《Oracle12cR2版本Application Containers特性(3)》
CDB环境中包含两类用户,公用用户和本地用户。
在CDB的数据库环境中,SYSTEM/SYSAUX表空间并不是公用,CDB$ROOT以及每个PDB都拥有自己的SYSTEM和SYSAUX表空间。
在CDB环境中所有的PDB共用CDB$ROOT中的REDO文件,REDO中的条目标识REDO来自那个PDB。
在PDB中无法执行ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE命令,只有公用用户在ROOT容器中才可以执行该命令。
另外ALTER SYSTEM CHECKPOINT命令是可以在PDB中执行的。
在CDB环境中所有的PDB共用CDB的归档模式,以及归档文件,不可以单独为PDB设置自己的归档模式,只有特权用户连接根容器之后才可以启动归档模式。
在12.2之前的版本中,所有的PDB共用CDB$ROOT中的UNDO文件,在12.2之后的版本中UNDO的使用模式有两种:SHARED UNDO MODE和LOCAL UNDO MODE,顾名思义,LOCAL UNDO MODE就是每个PDB使用自己的UNDO表空间,但当PDB中没有自己的UNDO表空间时,会使用CDB$ROOT中的公共UNDO表空间。
查看UNDO表空间的使用模式(CDB$ROOT):
COL PROPERTY_NAME FOR A50
COL PROPERTY_VALUE FOR A50
COL DESCRIPTION FOR A50
SELECT property_name, property_value
FROM database_properties
WHERE property_name='LOCAL_UNDO_ENABLED';
PROPERTY_NAME PROPERTY_VALUE
-------------------- --------------------
LOCAL_UNDO_ENABLED TRUE
在创建CDB时使用了SHARED UNDO MODE方式,如果后续想更改为LOCAL UNDO MODE,我们可以使用如下命令更改UNDO MODE为LOCAL UNDO MODE:
startup upgrade
alter database local undo on;
shutdown immediate
startup
更改为local undo后CDB中的所有的PDB会自动创建自己的UNDO表空间。
每个PDB都有自己的临时表空间,如果PDB没有自己的临时表空间文件,那么,PDB可以使用CDB$ROOT中的临时表空间。
08:42:46 sys. woqu>select con_id, tablespace_name from cdb_temp_files;
CON_ID TABLESPACE_NAME
---------- --------------------
1 TEMP
3 TEMP
Elapsed: 00:00:00.11
08:43:02 sys. woqu>
参数文件中只记录了根容器的参数信息,没有记录PDB级别的参数信息,在根容器中修改初始化参数,会被继承到所有的PDB中,在PDB中修改参数后,PDB的参数会覆盖CDB级别的参数,PDB级别的参数记录在根容器的pdb_spfile$视图中,但并不是所有的参数都可以在PDB中修改,可以通过v$system_parameter视图查看PDB中可修改的参数:
SELECT name FROM v$system_parameter
WHERE ispdb_modifiable = 'TRUE'
ORDER BY name;
pdb_spfile$:
08:37:58 sys. yyh>show parameter open_cursors
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- -----
open_cursors integer 999
08:38:04 sys. yyh>show parameter local_listener
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ----------------
local_listener string PDB_YYH
08:38:08 sys. yyh>select pdb_uid, name, value$ from pdb_spfile$;
PDB_UID NAME VALUE$
---------- ------------------ ------------------
1167267009 open_cursors 999
1167267009 local_listener 'PDB_YYH'
Elapsed: 00:00:00.00
08:38:11 sys. yyh>
这里在PDB:1167267009中更改了open_cursors/ local_listener两个参数。
CDB环境中只有一组控制文件,所有的PDB共用这组公共的控制文件,从任何PDB中添加数据文件都会记录到公共控制文件当中,公用用户连接根容器时,可对控制文件进行管理。
20:51:03 sys. woqu>show parameter control_files
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
control_files string /u01/app/oracle/oradata/woqu/c
ontrol01.ctl, /u01/app/oracle/
oradata/woqu/control02.ctl
20:51:06 sys. woqu>
20:50:55 sys. woqupdb>show parameter control_files
NAME TYPE VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
control_files string /u01/app/oracle/oradata/woqu/c
ontrol01.ctl, /u01/app/oracle/
oradata/woqu/control02.ctl
20:51:23 sys. woqupdb>
在CDB中所有的PDB共用一个告警日志和一组跟踪文件,所有的PDB告警信息都会写入同一个告警日志中。
在CDB环境中可以为CDB以及所有的PDB设置相同的时区,也可以为每个PDB设置单独的时区。
20:51:50 sys. woqu>show pdbs
CON_ID CON_NAME OPEN MODE RESTRICTED
---------- ------------------------------ ---------- ----------
2 PDB$SEED READ ONLY NO
3 WOQUPDB READ WRITE NO
20:52:00 sys. woqu>select dbtimezone from dual;
DBTIME
------
+00:00
Elapsed: 00:00:00.00
20:52:01 sys. woqu>
20:51:53 sys. woqupdb>select dbtimezone from dual;
DBTIME
------
+08:00
Elapsed: 00:00:00.00
20:52:02 sys. woqupdb>
在CDB中定义字符集也可以应用于它所含有的PDB中,每个PDB也可以有自己的字符集设置。
20:52:33 sys. woqu>SELECT a.value || '_' || b.value || '.' || c.value NLS_LANG
20:52:33 2 FROM nls_database_parameters a, nls_database_parameters b, nls_database_parameters c
20:52:33 3 WHERE a.parameter = 'NLS_LANGUAGE' AND b.parameter = 'NLS_TERRITORY' AND c.parameter = 'NLS_CHARACTERSET';
NLS_LANG
----------------------------------------
AMERICAN_AMERICA.AL32UTF8
Elapsed: 00:00:00.06
20:52:33 sys. woqu>20:52:33 sys. woqu>
20:52:36 sys. woqupdb>SELECT a.value || '_' || b.value || '.' || c.value NLS_LANG
20:52:36 2 FROM nls_database_parameters a, nls_database_parameters b, nls_database_parameters c
20:52:36 3 WHERE a.parameter = 'NLS_LANGUAGE' AND b.parameter = 'NLS_TERRITORY' AND c.parameter = 'NLS_CHARACTERSET';
NLS_LANG
----------------------------------------
AMERICAN_AMERICA.ZHS16GBK
Elapsed: 00:00:00.08
20:52:36 sys. woqupdb>20:52:36 sys. woqupdb>
在CDB环境中引入了CDB级别的数据字典视图,它的级别高于DBA_/ALL_/USER_,CDB级别的数据字典视图含有所有PDB的元数据信息,其中增加了con_id列,con_id为CDB中所有容器唯一标识符,其中con_id为0的是CDB$ROOT,con_id为2的是PDB$SEED,每个PDB在CDB中都会分配一个唯一的con_id。如果要想查看CDB级别的数据字典视图,必须使用公用用户在跟容器中查看,并且要查看的PDB必须处于open状态,才可以看到PDB中的信息。
20:53:42 sys. woqu>show pdbs
CON_ID CON_NAME OPEN MODE RESTRICTED
---------- ------------------------------ ---------- ----------
2 PDB$SEED READ ONLY NO
3 WOQUPDB READ WRITE NO
20:53:45 sys. woqu>
20:54:40 sys. woqu>select con_id, pdb_id, pdb_name, dbid, status from cdb_pdbs;
CON_ID PDB_ID PDB_NAME DBID STATUS
---------- --------- ------------------------------ --------------
2 2 PDB$SEED 2834527297 NORMAL
3 3 WOQUPDB 3238406520 NORMAL
20:54:43 sys. woqu>
如果要使用可插拔数据库的功能,需要在创建数据库时专门指定启用可插拔数据库,创建CDB通常有如下两种方式:
这里演示使用非OMF方式创建CDB,数据名称为ora12c:
1.设置ENABLE_PLUGGABLE_DATABASE参数为TRUE,参数文件如下:
audit_file_dest='/u01/app/oracle/admin/ora12c/adump'
audit_trail='none'
compatible='12.2.0'
control_files='/u01/app/oracle/oradata/ora12c/control01.ctl','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/control02.ctl'
db_block_size=8192
db_domain='linux.com'
db_name='ora12c'
diagnostic_dest='/u01/app/oracle'
enable_pluggable_database=true
memory_target=801m
nls_language='AMERICAN'
nls_territory='AMERICA'
remote_login_passwordfile='EXCLUSIVE'
undo_tablespace='UNDOTBS1'
2.创建相应目录以及设置环境变量
export ORACLE_SID=ora12c
export ORACLE_HOME=$ORACLE_BASE/product/12.2.0/dbhome_1
export PATH=$ORACLE_HOME/bin:$ORACLE_HOME/OPatch:$ORACLE_HOME/perl/bin:$ORACLE_HOME/jdk/bin:$PATH
3.CREATE DATABASE脚本createdb.sql如下:
CREATE DATABASE ora12c
USER SYS IDENTIFIED BY oracle
USER SYSTEM IDENTIFIED BY oracle
LOGFILE GROUP 1 ('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo01a.log','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo01b.log')
SIZE 100M BLOCKSIZE 512,
GROUP 2 ('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo02a.log','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo02b.log')
SIZE 100M BLOCKSIZE 512,
GROUP 3 ('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo03a.log','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo03b.log')
SIZE 100M BLOCKSIZE 512
MAXLOGHISTORY 1
MAXLOGFILES 16
MAXLOGMEMBERS 3
MAXDATAFILES 1024
CHARACTER SET AL32UTF8
NATIONAL CHARACTER SET AL16UTF16
EXTENT MANAGEMENT LOCAL
DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/system01.dbf'
SIZE 700M REUSE AUTOEXTEND ON NEXT 10240K MAXSIZE UNLIMITED
SYSAUX DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/sysaux01.dbf'
SIZE 550M REUSE AUTOEXTEND ON NEXT 10240K MAXSIZE UNLIMITED
DEFAULT TABLESPACE deftbs
DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/deftbs01.dbf'
SIZE 500M REUSE AUTOEXTEND ON MAXSIZE UNLIMITED
DEFAULT TEMPORARY TABLESPACE tempts1
TEMPFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/temp01.dbf'
SIZE 20M REUSE AUTOEXTEND ON NEXT 640K MAXSIZE UNLIMITED
UNDO TABLESPACE undotbs1
DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/undotbs01.dbf'
SIZE 200M REUSE AUTOEXTEND ON NEXT 5120K MAXSIZE UNLIMITED
ENABLE PLUGGABLE DATABASE
SEED
FILE_NAME_CONVERT = ('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/',
'/u01/app/oracle/oradata/ora12c/pdbseed/')
SYSTEM DATAFILES SIZE 125M AUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE UNLIMITED
SYSAUX DATAFILES SIZE 100M
USER_DATA TABLESPACE usertbs
DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/pdbseed/usertbs01.dbf'
SIZE 200M REUSE AUTOEXTEND ON MAXSIZE UNLIMITED;
这段代码中只有红色字体部分与PDB有关,其他部分与创建传统的Oracle数据库语句均相同。
FILE_NAME_CONVERT 子句指定了使用'/u01/app/oracle/oradata/ora12c/'中的文件名在'/u01/app/oracle/oradata/ora12c/pdbseed/'中生产CDB seeds。
USER_DATA_TABLESPACE 子句可以在容器中创建额外的表空间,这个表空间在后续使用PDB$SEED创建PDB时会被复制到PDB中。
4.将数据库启动到nomount状态,然后执行上面createdb.sql脚本创建CDB
startup nomount;
@createdb.sql
当数据库创建成功之后可以看到新建立的数据库被加入到/etc/oratab文件中。
#cat /etc/oratab
+ASM:/u01/app/11.2.0/grid:N
ora12c:/u01/app/oracle/product/12.2.0/dbhome_1:N
orcl:/u01/app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1:N # line added by Agent
newdb:/u01/app/oracle/product/12.2.0/dbhome_1:N
yyh:/u01/app/oracle/product/12.2.0/dbhome_1:N
5.查看监听,根容器的服务ora12c.linux.com已经被注册到监听中。
Service "ora12c.linux.com" has 1 instance(s).
Instance "ora12c", status READY, has 1 handler(s) for this service...
6.运行catcdb.sql脚本创建CDB相关视图:
@?/rdbms/admin/catcdb.sql
注意事项:
1.在catcdb.pl执行过中需要输入两个参数,文档中并没有指出是什么参数.
第一个参数应输入:$ORACLE_HOME/rdbms/admin
第二个参数应输入:catcdb.pl
2.环境变量中必须将$ORACLE_HOME/perl/bin指定到PATH中,否则报如下错误:
Can't locate Term/ReadKey.pm
3.需要将$ORACLE_HOME/perl/lib/5.22.0/x86_64-linux-thread-multi/Hash中的catcdb.pl文件内容:
use Data::Dumper;
use util qw(trim, splitToArray);
use catcon qw(catconSqlplus);
更改为
use Data::Dumper;
use Util qw(trim, splitToArray);
use catcon qw(catconSqlplus);
4.切换到$ORACLE_HOME/perl/lib/5.22.0/x86_64-linux-thread-multi/Hash目录中,然后sqlplus连接到数据,在执行catcdb.sql,否则报如下错误:
Can't locate Util.pm
7.开启local undo mode(因为上面再创建CDB时没有加入local undo mode子句)
sys. ora12c>shutdown immediate
sys. ora12c>startup upgrade
sys. ora12c>alter database local undo on;
Database altered.
Elapsed: 00:00:00.72
查看是否为local undo mode:
SELECT property_name, property_value
FROM database_properties
WHERE property_name='LOCAL_UNDO_ENABLED';
PROPERTY_NAME PROPERTY_VALUE
-------------------- --------------------
LOCAL_UNDO_ENABLED TRUE
Elapsed: 00:00:00.02
sys. ora12c>
重启数据库
shutdown immediate
startup
启动数据库的过程中会在PDB$SEED中自动创建UNDO表空间,提供给后来采用PDB$SEED方式创建PDB所使用。
PS:如果CDB中已经存在多个PDB,当在根容器中使用alter database local undo on;开启local undo mode时会自动为每个PDB创建local undo。
8.检查CDB是否已经创建成功
sys. ora12c>SELECT dbid, name, open_mode, cdb, con_id FROM v$database;
DBID NAME OPEN_MODE CDB CON_ID
---------- --------- -------------------- --- ----------
323027068 ORA12C READ WRITE YES 0
Elapsed: 00:00:00.11
sys. ora12c>
此时CDB中含有两个容器:根容器CDB$ROOT和种子容器PDB$SEED,如下:
sys. ora12c>SELECT con_id, dbid, con_uid, guid, name FROM v$containers;
CON_ID DBID CON_UID GUID NAME
------ ---------- ---------- --------------------------------- ----------
1 323027068 1 50A57CDEFD150C96E0530838A8C0206E CDB$ROOT
2 1453953285 1453953285 50A57CDEFD160C96E0530838A8C0206E PDB$SEED
Elapsed: 00:00:00.00
sys. ora12c>SELECT con_id, tablespace_name, file_id, file_name
FROM cdb_data_files;
CON_ID TABLESPACE_NAME FILE_ID FILE_NAME
------ --------------- ------- --------------------------------------------
1 SYSTEM 1 /u01/app/oracle/oradata/ora12c/system01.dbf
1 SYSAUX 3 /u01/app/oracle/oradata/ora12c/sysaux01.dbf
1 UNDOTBS1 5 /u01/app/oracle/oradata/ora12c/undotbs01.dbf
1 DEFTBS 6 /u01/app/oracle/oradata/ora12c/deftbs01.dbf
Elapsed: 00:00:00.01
sys. ora12c>show con_id con_name user
CON_ID
------------------------------
1
CON_NAME
------------------------------
CDB$ROOT
USER is "SYS"
sys. ora12c>
管理CDB时,通常需要使用sys用户连接根容器数据库,在操作方式上与非CDB数据库同样。
1.
23:03:31 sys. woqu>show con_id con_name user
CON_ID
------------------------------
1
CON_NAME
------------------------------
CDB$ROOT
USER is "SYS"
23:03:33 sys. woqu>
2.
COL CON_ID FOR A10
COL CUR_CONTAINER FOR A25
COL CUR_USER FOR A25
SELECT
sys_context('USERENV','CON_ID') con_id,
sys_context('USERENV','CON_NAME') cur_container,
sys_context('USERENV','session_user') cur_user
FROM dual;
CON_ID CUR_CONTAINER CUR_USER
---------- ------------------------- -------------------------
1 CDB$ROOT SYS
只有公用用户才可以连接根容器,并且启动和停止CDB,停止和启动与普通数据库的处理过程相同,当公用用户连接PDB时,无法启动和停止CDB。
sys. ora12c>startup
默认情况下启动CDB时不会自动启动PDBs,我们可以使用手工的方式启动PDB:
ALTER PLUGGABLE DATABASE [pdb_name] OPEN;
ALTER PLUGGABLE DATABASE ALL OPEN; --打开所有PDB
sys. ora12c>shutdown immediate
在关闭CDB时,CDB中正在运行PDSs会也会关闭,连接CDB与PDBs的session均会断开。
with generator0 as
(select cf.con_id, cf.tablespace_name, sum(cf.bytes) / 1024 / 1024 frm
from cdb_free_space cf
group by cf.con_id, cf.tablespace_name),
generator1 as
(select cd.con_id, cd.tablespace_name, sum(cd.bytes) / 1024 / 1024 usm
from cdb_data_files cd
group by cd.con_id, cd.tablespace_name),
generator2 as(
select g0.con_id, c.name con_name, g0.tablespace_name, g0.frm, g1.usm
from generator0 g0, generator1 g1, v$containers c
where g0.con_id = g1.con_id
and g0.tablespace_name = g1.tablespace_name
and c.con_id = g1.con_id
union
select c.con_id,
c.name,
ct.tablespace_name,
null,
sum(ct.bytes) / 1024 / 1024
from v$containers c, cdb_temp_files ct
where c.con_id = ct.con_id
group by c.con_id, c.name, ct.tablespace_name)
select con_id,
case when con_name = LAG(con_name, 1) OVER(PARTITION BY con_name ORDER BY tablespace_name) THEN null ELSE con_name END
con_name, tablespace_name, frm freemb, usm usemb
from generator2
order by con_id;
CON_ID CON_NAME TABLESPACE_NAME FREEMB USEMB
------ ------------ --------------- ---------- ----------
1 CDB$ROOT SYSAUX 28 470
1 SYSTEM 6.5625 810
1 TEMP 33
1 UNDOTBS1 1.9375 60
1 USERS 4 5
3 ORA12CPDB SYSAUX 18.125 360
3 SYSTEM 1.25 250
3 TEMP 64
3 UNDOTBS1 33 100
3 USERS 4 5
使用公用用户连接CDB后可以使用alter session的方式切换不同的容器
alter session set container=pdb1;
alter session set container = cdb$root;
在切换容器时无需运行监听器和密码文件。只要公用用户拥有相关权限就可以切换到另外的容器中。