informix系列之基礎概念
本文是對>中體系結構的一個簡單筆記，文中插圖也出於此書。有以下四部分的內容
1、informix實例
2、informix的共享內存
3、informix的磁碟使用
4、虛擬處理器與多線程
1、informix實例
informix實例就是一個經過配置的磁碟空間、內存與進程的集合，在onconfig文件中可對實例進行配置，一個實例對應一個onconfig配置文件。一台計算機上面可配置一個或多個實例。通常需要設置以下環境變數來確定當前的實例
INFORMIXDIR:informix的安裝目錄
ONCONFIG:定義當前實例的onconfig配置文件
INFORMIXSERVER:定義要連接的資料庫伺服器名
INFORMIXSQLHOSTS:定義使用的sqlhosts文件的完整路徑
PATH：包含$INFORMIXDIR/bin這個路徑
1.1、sqlhosts文件定義資料庫伺服器
在這個文件中包括以下4列
DBSERVERNAME NETTYPE HOSTNAME SERVICENAME
DBSERVERNAME：指定資料庫伺服器名，在onconfig文件中引用
NETTYPE：定義連接類型，格式為ddiiippp
dd:資料庫產品
on--IDS伺服器
se--informix se伺服器
iii：網路介面，
ipc--進程間通信，用於共享內存和流管道連接
soc--插槽
tli--傳輸層介面
ppp網路協議
shm--共享內存連接
tcp--tcp/ip協議
str--流管道
nmp--命名管道
spx--網路連接中的ipx/spx協議
HOSTNAME：包含實例的計算機名
SERVICENAME：dbservername使用的服務，在系統服務文件中定義/etc/services
1.2、實例的狀態
實例的狀態確定用戶是否能夠連接資料庫以及如何連接。管理員可通過onmonitoronmodeoninit命令來修改實例的狀態，改變實例的狀態將影響所有連接的用戶。
離線(off-line):任何用戶都不能連接資料庫，完全離線
靜態(quiescent mode):類似unix中的單用戶模式，只允許管理員連接
聯機(on-line):正常連接方式
只讀(read-only):不允許更新資料庫
恢復(recovery):如從一個文件中恢複數據，從離線切換到靜態、從離線切換到聯機
關閉(shutdown):從聯機到靜態
oninit -s:從離線到靜態
oninit:從離線到聯機
onmode -m:從靜態到聯機
onmode -s:從聯機到靜態
onmode -u:從聯機到靜態，立即終止用戶對話
onmode -k:從任何方式到離線，立即終止用戶對話
2、informix共享內存
共享內存是個操作系統特性，提供了對不同任務使用內存的功能。在IDS聯機時，IDS請求一定的共享內存量（在onconfig文件中配置）,該內存由操作系統進行初始化分配成共享內存段，IDS鏈接共享內存段。使用ipcs -m瀏覽物理段，用informix的命令onstat -g seg查看邏輯段
共享內存有三種不同的部分：常駐部分、虛擬部分和消息部分
2.1、共享內存常駐部分
共享內存常駐部分包括：緩衝池、物理日誌緩衝、邏輯日誌緩衝。其中緩衝池存放從磁碟讀取的數據，是共享內存的最大區域。在onconfig文件中一下參數配置
BUFFERS：配置緩衝池的緩衝區數量（大小與ids的頁一致)
PHYSBUFF：物理日誌緩存大小（kb)
LOGBUFF：邏輯日誌緩存大小（kb）
以下著重記錄緩衝池這部分的內容，它是用來存放informix從磁碟讀取數據的地方，之後就可以從緩衝池中讀取數據，減少io和訪問時間。
緩衝池可以分為若干個LRU隊列，隊列數可以通過onconfig文件中的LRUS參數設置，可以通過onstat -R監視隊列，每個LRU隊列又分為兩個隊列
FLRU：記錄緩衝池中的自由和未修改頁面
MLRU：記錄緩衝池中已修改頁面
圖中一共有4個LRU隊列，每個隊列分別有一個FLRU和MLRU
上圖表示LRU隊列與緩衝池的關係，LRU實際是緩衝池裡頁的指針，通過LRU指向緩衝池裡的頁面。
當用戶訪問資料庫里的數據時，informix首先從緩衝池中搜索是否含有該數據。有的話直接返回，不再進行磁碟IO。如果緩衝池中沒有該數據，再從磁碟中讀取數據放入隨機選擇的一個LRU隊列指向的緩衝池中。如果包含該數據的頁面被修改，則放入MLRU隊列中，原數據放入物理日誌緩衝區中，數據的變更記錄放在邏輯日誌緩衝區內。緩衝池內的數據將定期的刷新到磁碟上，保證資料庫的物理一致。
在onconfig文件中，以下幾個參數將控制隊列的刷新頻率
CKPTINTVL：校驗點之間的間隔，當達到校驗點的時間時，頁面清理程序將刷新MLRU指向的頁面到磁碟中，和物理、邏輯日誌緩衝區。
CLEANERS:刷新MLRU頁面的最大線程數量
LRU_MAX_DIRTY:當已修改頁面的比例到達此值時，開始清理LRU隊列。
LRU_MIN_DIRTY：當已修改頁面的比例到達此值時，停止清理LRU隊列。
2.2、共享內存虛擬段
informix用虛擬內存記錄用戶對話期間發生的任務。虛擬內存的初始長度由onconfig文件中的SHMVIRTSIZE參數確定。
SHMVIRTSIZE：初始共享內存虛擬段大小（kb）
SHMADD：每次增加的共享內存段大小（kb）
SHMTOTAL：總共共享內存大小（kb），設置為0則無限制
上圖為共享內存虛擬段的內容，包括會話池、線程池、字典池、存儲過程池、排序池、大緩衝區池以及全局池。
虛擬段的分配和釋放是動態進行的，如果初始虛擬內存耗盡，則根據上述提到的參數再動態申請。
3、informix的磁碟使用
informix的所有數據都存放在磁碟上，有原始設備和熟文件空間之分。在這裡做一些簡單介紹。
3.1、物理存儲單元
物理存儲單元就是分配給informix的磁碟空間，可以分為原始設備和熟文件。
3.1.1原始設備
informix用字元特殊設備作為原始磁碟空間，通常使用原始設備進行磁碟存儲更加有效，讀數據時，可以越過操作系統直接與共享內存交互。原始設備的另一個優點是磁碟空間是連續的，這樣在查找數據的時候將大大提高性能。
3.1.2熟文件
熟文件即操作系統的文件，對熟文件的io操作將由操作系統管理。數據交互時將首先放在操作系統緩存內，然後再到共享內存。效率比原始設備要低的多，優點是配置jian"d簡單。
以下是物理單元的具體劃分：
頁：是磁碟可分配的最小單元，可以使用onstat -b命令查看，通常為2kb或4kb（在上面介紹的共享內存常駐段里緩衝區里的單元就是這個頁長度）。磁碟上的數據就是存放在這個頁內，informix讀寫數據時，都是以頁為單位，一頁可以包含表中的多行數據。
塊：塊可以是一個磁碟或磁碟里的一部分，在生成塊的時候要指定其長度（這個塊包含多個頁）
塊與頁的關係
區域：在一個塊中相鄰的頁，在創建數據表的時候，合理的指定區域長度能把該表的數據集中在一起，從而達到優化數據的讀取。有兩種區域：初始區域（EXTENT SIZE）和後續區域（NEXT SIZE），初始區域指生成表格時分配的空間量，後續區域指當一個區域滿的時候，為其再分配的空間量。
塊、區域、頁的關係
3.2、邏輯存儲單元
邏輯存儲單元定義informix如何管理物理存儲單元中的數據。下面對幾個重要的邏輯單元做下簡單的介紹。
dbspace:一個dbspace通常包含多個塊，創建dbspace之後就可以在上面創建資料庫、表格和索引。在生成dbspace的時候，會自動分配一個塊。之後如果空間不夠可以再增加塊到該dbspace內。
比較特殊的是informix的根dbspace，裡面包含實例的配置信息。首次初始化實例時，根據onconfig文件里的內容生成根dbspace。
可以使用以下命令來創建其它dbspace和塊，並添加其它塊到指定的dbspace內
onspaces -c -d dbspace1 -p /dev/rdesk -o 0 -s 100000
onspaces -a dbspace1 -p /dev/rdesk2 -o 0 -s 100000
onspaces -c -t tmpdbs -p /dev/rdesk3 -o 0 -s 100000(臨時表空間，需在onconfig文件中的DBSPACETEMP參數指定）
表格空間：為一張數據表使用的頁集合，不需要用戶來指定，informix自己生成.
資料庫、表格、索引：資料庫里包含表格和索引，存儲在dbspace內，在生成資料庫的時候應指定dbspace，否則將在根dbspace中。創建數據表時，默認在包含該表的資料庫所在的dbspace內，也可以指定到某個dbspace內，以提高檢索速度。
4、虛擬處理器與多線程
informix IDS能夠並行處理多個任務，要依賴於虛擬處理器的實現，每個虛擬處理器都可以並行執行多個線程處理多個客戶端的連接，這些虛擬處理器實際上是操作系統進程（oninit進程）。在onconfig配置文件中有幾個參數用來配置虛擬處理器
MULTIPROCESSOR:指定是否在多處理器計算機上運行
NUMAIOVPS：ids要啟動的AIO虛擬處理器的個數
NUMCPUVPS:ids要啟動的cpu虛擬處理器的個數
SINGLE_CPU_VP：指定只運行一個cpu虛擬處理器
4.1、虛擬處理器分類
不同的虛擬處理器負責不同的任務，以下做簡單說明
cpu:負責用戶的對話線程，cpuvp的數量不應超過機器可用cpu數量
pio:寫物理日誌
lio：寫邏輯日誌
aio：資料庫io
shm：處理共享內存鏈接
tli：處理tli網路鏈接
soc：處理套接網路鏈接
adm：負責管理工作
msc：其它工作
各類虛擬處理器的分工
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