【DB笔试面试539】在Oracle中，数据字典分为哪几类？

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题目部分

在Oracle中，数据字典分为哪几类？

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答案部分

数据字典（Data Dictionary）也就是通常所说的系统目录，它是Oracle数据库中最重要的组成部分。数据字典记录了数据库的系统信息，它是只读表和视图的集合，数据字典的所有者为SYS用户，所有的数据字典表和视图都被储存在该数据库的SYSTEM表空间中。用户只能在数据字典上执行查询操作，而其维护和修改是由系统自动完成的。数据字典中存放了数据库自身的很多信息，包括了用于描述数据库和它的所有对象的信息，所以，数据字典是每个Oracle数据库的核心。例如一个表的创建者信息，创建时间信息，所属表空间信息，用户访问权限信息等。

Oracle数据字典可以包括四个层次，分别为X$内部表、基础数据字典表、数据字典视图和动态性能视图。

一．内部RDBMS（X$）表

X$表是Oracle数据库的核心部分，用于跟踪数据库内部信息，维护数据库的正常运行。X$是加密命名的，而且Oracle官方文档不做说明，例如，X$BH、X$KSMSP等。X$表是Oracle数据库的运行基础，在数据库启动时由Oracle应用程序自动创建。所以，Oracle不允许SYSDBA以外的用户直接访问，也不能授权给其他用户。一般而言，对于这种对象，进行观察、发现、研究X$表的好办法是借用Oracle的AUTOTRACE功能，当查询一些视图时，可以发现这些X$底层表，例如查询V$PARAMETER时。

普通用户如何查询X$内部表呢？以X$BH表为例，以SYS用户执行以下命令即可：

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

CREATE OR REPLACE PUBLIC SYNONYM X$BH FOR BH;

二．数据字典表

数据字典表用以存储表、索引、约束以及其他数据库结构的信息。这些对象通常是以“$”结尾（例如：TAB$、OBJ$、TS$等）。Bsq是非常重要的一个文件，其中包含了数据字典的定义以及注释说明，深入学习Oracle数据库的用户都应该仔细阅读该文件，该文件位于$ORACLE_HOME/rdbms/admin目录下（在Oracle 11g中bsq文件被分别归类到不通的.bsq文件）。这些数据字典表对于数据库的稳定运行生死攸关，所以通常Oracle不允许直接对数据字典进行操作。当用户执行DDL和DML操作时，在后台Oracle将这些操作解析为对于数据字典的自动执行。

三．静态数据字典视图

由于X$表和数据字典表通常不能直接访问，因此，Oracle创建了静态数据字典视图提供用户对于数据字典信息的访问，由于这些信息相对稳定、不能直接修改，所以又被称为静态数据字典视图。静态数据字典主要反应的是数据库中的对象信息。静态数据字典视图是由catalog.sql脚本创建（在$ORACLE_HOME/rdbms/admin下）。静态数据字典中的视图可以分为三类，它们分别由三个前缀构成：USER_*、ALL_*和DBA_*。

（1） USER_*：该类视图存储了关于当前用户所拥有的对象的信息，即所有在该用户模式下的对象，例如：USER_USERS、USER_TABLES、USER_VIEWS。

（2） ALL_*：该类视图存储了当前用户能够访问的对象的信息。（与USER_*相比，ALL_*并不需要拥有该对象，只需要具有访问该对象的权限即可），例如：ALL_USERS、ALL_TABLES、ALL_VIEWS。

（3） DBA_*：该类视图存储了数据库中所有对象的信息。（前提是当前用户具有访问这些数据库的权限，一般来说，必须具有管理员权限）。例如：DBA_USERS、DBA_TABLES、DBA_VIEWS。

这里要说明一下，并不是所有的对象都是有三层对象视图，有时候all_层视图是被省略掉的，例如dba_recyclebin，就没有对应的all_层视图。

四．动态性能视图

Oracle包含了一些潜在的由系统管理员如SYS维护的表和视图，由于当数据库运行的时候它们会不断进行更新，所以，称它们为动态数据字典，也称为动态性能视图（Dynamic Performance Views）。这些视图提供了关于内存和磁盘的运行情况，记录了数据库运行时信息和统计数据，大部分动态性能视图被实时更新以反映数据库的当前状态。所以，只能对其进行只读访问而不能修改它们。动态数据字典是依赖数据库运行的性能的，反映数据库运行的一些内在信息，所以，在访问这类数据字典时往往不是一成不变的。动态性能视图基于从数据库内存结构构建的虚拟表。因此，它们不是存储在数据库中的常规表。由于数据动态更新，所以，动态性能视图的读一致性不能保证。

SYS是这些底层动态性能表的所有者，这些底层动态性能表的名字都以V$开头，而且Oracle会为这些底层动态性能表创建SYS用户的视图，这些视图的名称以V$_开头，基于这些表的视图被创建后，Oracle还会为这些视图创建公共同义词，同义词名称以V$开头，和这些动态性能表名称保持一致，例如，视图V$DATAFILE包含数据库数据文件的信息，而V$FIXED_TABLE包含数据库中所有动态性能表和视图的信息。NOMOUNT状态不能查询所有的V$视图。因为动态性能视图不是真实表，所以数据依赖于数据库和实例的状态。例如，当数据库处于NOMOUNT时，可以查询V$INSTANCE和V$BGPROCEP。但是，在MOUNT数据库之前，不能查询V$DATAFILE。

数据字典基表是在任何Oracle数据库中创建的第一个对象。数据库的所有数据字典表和视图都存储在系统表空间中。所以，数据字典视图是受读一致性的影响的。因为当数据库打开时，系统表空间总是联机的，所以当数据库打开时，数据字典总是可用的。总之，运用好数据字典技术，可以让数据库开发人员能够更好地了解数据库的全貌，这样对于数据库优化、管理等有极大的帮助。

V$动态视图是描述Oracle当前运行状态的一系列视图集合。这部分视图的特点是以V$开头，描述系统当前状态信息。常见常用的如V$SESSION、V$SESSION_WAIT（Oracle 10g后，其中内容融入到V$SESSION中）、V$LOCK和V$SYSSTAT等。只有赋予了SELECT ANY DICTIONARY权限的用户才可以查询所有的V$视图。

V$视图传统上是代表系统当前状态的描述，也就是即时性视图。虽然可以描述当前系统中发生的瓶颈或者性能问题，但是当瓶颈接触之后，很难发现和分析过去一个事件点的系统状态和问题SQL。同时，如果需要对运行时间段的情况进行分析，采用时间段镜像snap技术也存在一些偶然性。

从Oracle 10g开始，V$动态视图进入了一个新的时代，可以保存V$SESSION的历史信息。ASH（Active Session History）技术就是每个一个间隔的时间段，保存当前动态视图的镜像进行保存，这些信息保存7天。借助ASH技术，Oracle提出了基于历史进行分析的AWR（Automatic Workload Report）报表。最后，从性能主动优化的出发点，提出了ADDM（Automatic Database Diagnostic Monitor）报告，提供智能化的数据库优化提示。这些方便的功能特性，全都是基于动态视图。v$动态视图主要是针对SGA和数据库实例进程的显示。在这个过程中，Oracle使用了DMA（Direct Memory Access）技术，可以高效的获取这些分析数据。

数据库启动时，Oracle动态创建X$表，在此基础之上，Oracle创建了GV$和V$视图。从Oracle 8开始GV$视图开始被引入，其含义是Global，除一些特例之外，每个V$视图都有一个对应的GV$视图存在；GV$视图的产生是为了满足OPS/RAC环境的需要；每个V$视图都包含如下类似语句，用于限制返回当前实例的信息：

Where inst_id=USERENV('Instance');

下面介绍几个与系统数据字典视图定义有关的几个视图，而其它的视图学习也可以根据下面这几个视图来学习：

（一）DICTIONARY和DICT_COLUMNS

l DICTIONARY视图记录了全部数据字典表的名称和解释，它有一个同义词DICT。

l DICT_COLUMNS视图记录了全部数据字典表里字段名称和解释。

如果想查询跟索引有关的数据字典，那么可以使用如下SQL语句：

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

如果想知道数据字典中的USER_INDEXES视图中各字段的详细含义，那么可以用如下SQL语句：

SELECT COLUMN_NAME, COMMENTS

  FROM DICT_COLUMNS

 WHERE TABLE_NAME = 'USER_INDEXES';

依此类推，就可以轻松知道数据字典的详细名称和解释，不用查看Oracle的其它文档资料了。当然上面的结果也可以用如下语句来查询：

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

面试官可能会这样问：“在Oracle中，哪个视图可以查询数据中所有底层的表？”。答案就是V$FIXED_TABLE。V$FIXED_TABLE可以查询数据库中所有底层的表。V$FIXED_TABLE视图显示数据库中所有动态性能表、视图和导出表。由于某些V$表（例如V$ROLLNAME）涉及底层的表，因此，没有列出。另外，V$FIXED_VIEW_DEFINITION这个视图包含所有固定视图（以V$起头的视图）的定义，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

可以看到底层的表主要由x$kqfta和x$kqfdt组成，而x$kqfvi主要是视图的定义。

下表给出了一些常见的数据字典及其解释：

表 3-15 常见的数据字典

& 说明：

有关Oracle数据字典的更多内容可以参考我的BLOG：http://blog.itpub.net/26736162/viewspace-2153324/

本文选自《Oracle程序员面试笔试宝典》，作者：李华荣。