【DB筆試面試539】在Oracle中，數據字典分為哪幾類？

• 2019 年 10 月 10 日
• 筆記

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題目部分

在Oracle中，數據字典分為哪幾類？

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答案部分

數據字典（Data Dictionary）也就是通常所說的系統目錄，它是Oracle資料庫中最重要的組成部分。數據字典記錄了資料庫的系統資訊，它是只讀表和視圖的集合，數據字典的所有者為SYS用戶，所有的數據字典表和視圖都被儲存在該資料庫的SYSTEM表空間中。用戶只能在數據字典上執行查詢操作，而其維護和修改是由系統自動完成的。數據字典中存放了資料庫自身的很多資訊，包括了用於描述資料庫和它的所有對象的資訊，所以，數據字典是每個Oracle資料庫的核心。例如一個表的創建者資訊，創建時間資訊，所屬表空間資訊，用戶訪問許可權資訊等。

Oracle數據字典可以包括四個層次，分別為X$內部表、基礎數據字典表、數據字典視圖和動態性能視圖。

一．內部RDBMS（X$）表

X$表是Oracle資料庫的核心部分，用於跟蹤資料庫內部資訊，維護資料庫的正常運行。X$是加密命名的，而且Oracle官方文檔不做說明，例如，X$BH、X$KSMSP等。X$表是Oracle資料庫的運行基礎，在資料庫啟動時由Oracle應用程式自動創建。所以，Oracle不允許SYSDBA以外的用戶直接訪問，也不能授權給其他用戶。一般而言，對於這種對象，進行觀察、發現、研究X$表的好辦法是借用Oracle的AUTOTRACE功能，當查詢一些視圖時，可以發現這些X$底層表，例如查詢V$PARAMETER時。

普通用戶如何查詢X$內部表呢？以X$BH表為例，以SYS用戶執行以下命令即可：

CREATE OR REPLACE VIEW BH AS SELECT * FROM SYS.X$BH;    CREATE OR REPLACE PUBLIC SYNONYM X$BH FOR BH;  

二．數據字典表

數據字典表用以存儲表、索引、約束以及其他資料庫結構的資訊。這些對象通常是以「$」結尾（例如：TAB$、OBJ$、TS$等）。Bsq是非常重要的一個文件，其中包含了數據字典的定義以及注釋說明，深入學習Oracle資料庫的用戶都應該仔細閱讀該文件，該文件位於$ORACLE_HOME/rdbms/admin目錄下（在Oracle 11g中bsq文件被分別歸類到不通的.bsq文件）。這些數據字典表對於資料庫的穩定運行生死攸關，所以通常Oracle不允許直接對數據字典進行操作。當用戶執行DDL和DML操作時，在後台Oracle將這些操作解析為對於數據字典的自動執行。

三．靜態數據字典視圖

由於X$表和數據字典表通常不能直接訪問，因此，Oracle創建了靜態數據字典視圖提供用戶對於數據字典資訊的訪問，由於這些資訊相對穩定、不能直接修改，所以又被稱為靜態數據字典視圖。靜態數據字典主要反應的是資料庫中的對象資訊。靜態數據字典視圖是由catalog.sql腳本創建（在$ORACLE_HOME/rdbms/admin下）。靜態數據字典中的視圖可以分為三類，它們分別由三個前綴構成：USER_*、ALL_*和DBA_*。

（1） USER_*：該類視圖存儲了關於當前用戶所擁有的對象的資訊，即所有在該用戶模式下的對象，例如：USER_USERS、USER_TABLES、USER_VIEWS。

（2） ALL_*：該類視圖存儲了當前用戶能夠訪問的對象的資訊。（與USER_*相比，ALL_*並不需要擁有該對象，只需要具有訪問該對象的許可權即可），例如：ALL_USERS、ALL_TABLES、ALL_VIEWS。

（3） DBA_*：該類視圖存儲了資料庫中所有對象的資訊。（前提是當前用戶具有訪問這些資料庫的許可權，一般來說，必須具有管理員許可權）。例如：DBA_USERS、DBA_TABLES、DBA_VIEWS。

這裡要說明一下，並不是所有的對象都是有三層對象視圖，有時候all_層視圖是被省略掉的，例如dba_recyclebin，就沒有對應的all_層視圖。

四．動態性能視圖

Oracle包含了一些潛在的由系統管理員如SYS維護的表和視圖，由於當資料庫運行的時候它們會不斷進行更新，所以，稱它們為動態數據字典，也稱為動態性能視圖（Dynamic Performance Views）。這些視圖提供了關於記憶體和磁碟的運行情況，記錄了資料庫運行時資訊和統計數據，大部分動態性能視圖被實時更新以反映資料庫的當前狀態。所以，只能對其進行只讀訪問而不能修改它們。動態數據字典是依賴資料庫運行的性能的，反映資料庫運行的一些內在資訊，所以，在訪問這類數據字典時往往不是一成不變的。動態性能視圖基於從資料庫記憶體結構構建的虛擬表。因此，它們不是存儲在資料庫中的常規表。由於數據動態更新，所以，動態性能視圖的讀一致性不能保證。

SYS是這些底層動態性能表的所有者，這些底層動態性能表的名字都以V$開頭，而且Oracle會為這些底層動態性能表創建SYS用戶的視圖，這些視圖的名稱以V$_開頭，基於這些表的視圖被創建後，Oracle還會為這些視圖創建公共同義詞，同義詞名稱以V$開頭，和這些動態性能表名稱保持一致，例如，視圖V$DATAFILE包含資料庫數據文件的資訊，而V$FIXED_TABLE包含資料庫中所有動態性能表和視圖的資訊。NOMOUNT狀態不能查詢所有的V$視圖。因為動態性能視圖不是真實表，所以數據依賴於資料庫和實例的狀態。例如，當資料庫處於NOMOUNT時，可以查詢V$INSTANCE和V$BGPROCEP。但是，在MOUNT資料庫之前，不能查詢V$DATAFILE。

數據字典基表是在任何Oracle資料庫中創建的第一個對象。資料庫的所有數據字典表和視圖都存儲在系統表空間中。所以，數據字典視圖是受讀一致性的影響的。因為當資料庫打開時，系統表空間總是聯機的，所以當資料庫打開時，數據字典總是可用的。總之，運用好數據字典技術，可以讓資料庫開發人員能夠更好地了解資料庫的全貌，這樣對於資料庫優化、管理等有極大的幫助。

V$動態視圖是描述Oracle當前運行狀態的一系列視圖集合。這部分視圖的特點是以V$開頭，描述系統當前狀態資訊。常見常用的如V$SESSION、V$SESSION_WAIT（Oracle 10g後，其中內容融入到V$SESSION中）、V$LOCK和V$SYSSTAT等。只有賦予了SELECT ANY DICTIONARY許可權的用戶才可以查詢所有的V$視圖。

V$視圖傳統上是代表系統當前狀態的描述，也就是即時性視圖。雖然可以描述當前系統中發生的瓶頸或者性能問題，但是當瓶頸接觸之後，很難發現和分析過去一個事件點的系統狀態和問題SQL。同時，如果需要對運行時間段的情況進行分析，採用時間段鏡像snap技術也存在一些偶然性。

從Oracle 10g開始，V$動態視圖進入了一個新的時代，可以保存V$SESSION的歷史資訊。ASH（Active Session History）技術就是每個一個間隔的時間段，保存當前動態視圖的鏡像進行保存，這些資訊保存7天。藉助ASH技術，Oracle提出了基於歷史進行分析的AWR（Automatic Workload Report）報表。最後，從性能主動優化的出發點，提出了ADDM（Automatic Database Diagnostic Monitor）報告，提供智慧化的資料庫優化提示。這些方便的功能特性，全都是基於動態視圖。v$動態視圖主要是針對SGA和資料庫實例進程的顯示。在這個過程中，Oracle使用了DMA（Direct Memory Access）技術，可以高效的獲取這些分析數據。

資料庫啟動時，Oracle動態創建X$表，在此基礎之上，Oracle創建了GV$和V$視圖。從Oracle 8開始GV$視圖開始被引入，其含義是Global，除一些特例之外，每個V$視圖都有一個對應的GV$視圖存在；GV$視圖的產生是為了滿足OPS/RAC環境的需要；每個V$視圖都包含如下類似語句，用於限制返回當前實例的資訊：

Where inst_id=USERENV('Instance');  

下面介紹幾個與系統數據字典視圖定義有關的幾個視圖，而其它的視圖學習也可以根據下面這幾個視圖來學習：

（一）DICTIONARY和DICT_COLUMNS

l DICTIONARY視圖記錄了全部數據字典表的名稱和解釋，它有一個同義詞DICT。

l DICT_COLUMNS視圖記錄了全部數據字典表裡欄位名稱和解釋。

如果想查詢跟索引有關的數據字典，那麼可以使用如下SQL語句：

SELECT * FROM DICTIONARY WHERE INSTR(COMMENTS, 'index') > 0;  

如果想知道數據字典中的USER_INDEXES視圖中各欄位的詳細含義，那麼可以用如下SQL語句：

SELECT COLUMN_NAME, COMMENTS      FROM DICT_COLUMNS     WHERE TABLE_NAME = 'USER_INDEXES';  

依此類推，就可以輕鬆知道數據字典的詳細名稱和解釋，不用查看Oracle的其它文檔資料了。當然上面的結果也可以用如下語句來查詢：

SELECT * FROM DBA_COL_COMMENTS UCC WHERE UCC.TABLE_NAME='USER_INDEXES';    SELECT * FROM DBA_TAB_COMMENTS UTC WHERE UTC.TABLE_NAME='USER_INDEXES';  

（二）V$FIXED_TABLE和V$FIXED_VIEW_DEFINITION

面試官可能會這樣問：「在Oracle中，哪個視圖可以查詢數據中所有底層的表？」。答案就是V$FIXED_TABLE。V$FIXED_TABLE可以查詢資料庫中所有底層的表。V$FIXED_TABLE視圖顯示資料庫中所有動態性能表、視圖和導出表。由於某些V$表（例如V$ROLLNAME）涉及底層的表，因此，沒有列出。另外，V$FIXED_VIEW_DEFINITION這個視圖包含所有固定視圖（以V$起頭的視圖）的定義，如下所示：

  SYS@ORALHRDB1> DESC V$FIXED_TABLE   Name                                      Null?    Type   ----------------------------------------- -------- ----------------------------   NAME                                               VARCHAR2(30)   OBJECT_ID                                          NUMBER   TYPE                                               VARCHAR2(5)   TABLE_NUM                                          NUMBER  SYS@ORALHRDB1>SELECT VIEW_DEFINITION FROM V$FIXED_VIEW_DEFINITION WHERE VIEW_NAME='V$FIXED_TABLE';  VIEW_DEFINITION  --------------------------------------------------------------------------------  select  NAME , OBJECT_ID , TYPE , TABLE_NUM from GV$FIXED_TABLE where inst_id =  USERENV('Instance')  SYS@ORALHRDB1> SELECT VIEW_DEFINITION FROM V$FIXED_VIEW_DEFINITION WHERE VIEW_NAME='GV$FIXED_TABLE';  VIEW_DEFINITION  --------------------------------------------------------------------------------  select inst_id,kqftanam, kqftaobj, 'TABLE', indx from x$kqfta union all select i  nst_id,kqfvinam, kqfviobj, 'VIEW', 65537 from x$kqfvi union all select inst_id,k  qfdtnam, kqfdtobj, 'TABLE', 65537 from x$kqfdt  

可以看到底層的表主要由x$kqfta和x$kqfdt組成，而x$kqfvi主要是視圖的定義。

下表給出了一些常見的數據字典及其解釋：

表 3-15 常見的數據字典

& 說明：

有關Oracle數據字典的更多內容可以參考我的BLOG：http://blog.itpub.net/26736162/viewspace-2153324/

本文選自《Oracle程式設計師面試筆試寶典》，作者：李華榮。