自從Oracle CEO Larry Ellison 於去年秋季的OpenWorld 大會中(Sep. 2012 San Francisco)，透露出Oracle Database 12c 的新架構：Pluggable Database之後。許多企業的資訊人員(尤其是資料庫管理人員)，對此先進之觀念都抱持著濃厚的興趣。直到2013六月底，Oracle 終於正式發布Oracle Database 12c 並且於網路上開放資料庫軟體(Oracle Database 12c – 12.1.0.1.0)及其文件供下載測試及研究。

Oracle Database 12c包含了數百細項的新特色，要一一消化及運用，對於大部分的Oracle 相關從業人員都是一大挑戰。所幸Oracle 大師 Thomas Kyte在上述大會中主持會議：“yeah! Top 12 features in 12c” ，會議中他列出了12項 Oracle Database 12c 的重要新特點，讓我們可快速掌握及運用相關特點。其中最吸引我們的還是”Pluggable Database”這個觀念，我們趁熱為大家介紹

(註：Thomas Kyte 為知名網站asktom.oracle.com之主筆。)

Oracle多租戶環境 Multitenant Environment (Pluggable Database) 基本觀念

Oracle 在其新一代旗艦資料庫 12c中，導入了相當進步的觀念：可插拔資料庫(Pluggable Database)或者叫做多租戶環境。Oracle資料庫之客戶可以採用此架構，管理許多不同應用系統(AP. )之資料，藉此降低硬體資源之需求及資料庫管理之成本。

許多Oracle資料庫之客戶會在企業資訊系統中，提供多個資料庫服務給不同之AP使用。其選擇約有下列幾種方式：

一、在多部主機中建立多個資料庫，給每一應用系統分別使用。

(有時會將這些主機安裝於虛擬主機中)

缺點：

1. 軟、硬體資源無法分享，造成投資浪費 (Oracle rdbms, Instance, DB Data Dictionary, CPU, Memory, Storage…)。
2. 每個DB 都要儲存一份Oracle DB 提供的物件(例如，dbms_sql, dbms_xxx)，所以儲存空間(storage)也就比較浪費。

二、在一部主機中建立多個資料庫，給每一應用系統分別使用 。

缺點：

1. 每個資料庫仍需要有自己的Instance，所以記憶體無法由Oracle 資料庫管理系統自動調配。
2. 每個DB 都要儲存一份Oracle DB 提供的物件(例如，dbms_sql, dbms_xxx)，所以儲存空間(storage)也就比較浪費。

三、建立一個大型資料庫，將不同之應用系統之資料集中管理。

(也可透過Oracle Real Application Cluster提供High Availability及Load Balancing 之好處)

缺點：

1. 各AP 之資料無法獨立管理，每個AP之資料綱要(schema)或是資料的擁有者(owner)名稱，需適當規劃，避免重複。
2. 無法快速將某一AP之資料轉移到其他資料庫。

不管採用哪種方式都無法同使擁有資源分享及管理獨立之好處。但Oracle database 12c 之客戶可以有新的選擇：多租戶環境。

多租戶架構允許我們將好幾個可插拔資料庫(pluggable database , PDB) 存入一個多租戶容器資料庫(multitenant container database, CDB)中。

採用多租戶架構有下列好處：

a. 多個PDB 共用一個CDB (data dictionary, …) 及Instance，所以軟、硬體資源可分享，亦可達到節省儲存空間之效果。
b. 只需針對單一資料庫及Instance進行資源分配或調整，效能調校較容易。
c. 可針對CDB將所有的PDB一起備份或回復，減少管理成本。另外，亦可單獨將一個PDB回復至過去時間，不影響其他PDB之使用。
d. 可快速建立新的PDB或重新配置或複製PDB至另外一個CDB。
e. 針對CDB更新或升級，就可以同時完成所有PDB之更新或升級，可減少升級或更新所需處理之動作及時間。

Multitenant架構

Oracle Multitenant Environment 有兩個主要組成部分：多租戶容器資料庫( multitenant container database, CDB) 及可插拔資料庫(pluggable database, PDB)。

實體上, CDB 是由一個Oracle 資料庫所組成，可由一個或多個 Instance( RAC) 所管理。每個CDB 可包含三種容器(container)：

1. root container (CDB$ROOT)。
2. seed pluggable database container (PDB$SEED)。
3. pluggable database container。

root container (CDB$ROOT)

每個CDB一定要有一個root container而且也只能有一個，名為CDB$ROOT，為建立CDB時第一個建立的container。root container 存放Oracle提供之物件(Oracle supplied objects)，如Data Dictionary , PLSQL 物件之程式碼等, 讓CDB內所有PDB分享。 CDB$ROOT 也儲存每個PDB(包括未來新增的PDB)都有相同名稱的通用使用者 (common user)之帳戶資料。common user 可登入或管理每個它有適當權限的PDB。

seed pluggable database container (PDB$SEED)

seed PDB是一特殊之可插拔資料庫，名為PDB$SEED，每個CDB只會有一個seed PDB，於建立CDB時產生。在CDB中建立其他額外的PDB時，Oracle 會將PDB$SEED之資料檔複製到指定之檔案位置，即可快速新建一個空的PDB，主要時間花在複製檔案。使用者無法新增或異動PDB$SEED內之物件。

pluggable database container (PDB s)

每個CDB可包含零個至最多252 個額外建立的PDB。每個PDB內可存放一個或一些應用系統之資料及其他相關物件(如資料字典、DB Link…等)。資料庫管理者可建立只能登入該PDB之區域使用者(local user)。邏輯上，應用系統或終端使用者可將PDB 當作Oracle 11g以前一般的資料庫 (non-CDB)。 所以應用系統之資料若要搬移到別台主機，並不需要進行任何修改，只需將PDB搬移到別的CDB即可。

分割資料字典

Oracle 12c database 允許我們針對PDB進行下列動作：

1. 快速建立空的資料庫。(create PDB from PDB$SEED)
2. 將non-CDB 資料庫匯入PDB。 (透過export/import或是DBMS_PDB)
3. 快速複製PDB。(clone PDB)
4. 快速搬移PDB至其他CDB。(unplug and plug-in PDB)

要做到上述操作，必須讓應用系統之資料及其相關物件，視為一單獨之資料庫。Oracle 將資料庫系統本身之資料字典(data dictionary)及其他物件與應用系統之資料字典及物件徹底分開，分別存放於root , CDB$ROOT 及 各自Pluggable Database, PDB中。如此，每一應用系統完整的將系統本身的資料、資料字典及程式碼..等物件，存放於各自PDB之資料檔案中，方便拔除(unplug)及插入(plug-in)。

Oracle 資料庫 在11g以前的版本，都不提供多租戶環境功能，稱之為非多租戶資料庫(non-CDB)。 12c 以後，DBA可選擇建立CDB 或 non-CDB之資料庫。

在non-CDB環境中(如圖5)，Oracle 資料庫管理系統將所有物件之資料字典及程式碼，集中存放於資料庫內部核心之表格中 (如 TAB$, COL$, SOURCE$…等)。例如，當我們建立應用系統表格SALES時，Oracle 資料庫管理系統會將該表格之描述資料(metadata)，記錄到資料庫內部之核心表格中(如 TAB$, OBJ$, COL$ 等)，與Oracle 提供之表格，如 AUDIT_ACTIONS，共用相同之核心表格。而當我們建立應用系統所使用之PL/SQL 物件 qry_total時，Oracle會將其程式碼與資料庫管理系統所提供之PL/SQL 物件 dbms_xxx之程式碼一起存放於 同一個內部核心表格SOURCE$ 中。

因此，即使我們將應用系統之資料單獨存放於某一表格空間中(Tablespace)，透過傳輸表格空間(Transport tablespace)之方式，要將該系統資料搬移至其他資料庫時。還是須要將資料字典中與該表格空間有關資料匯出後，再匯入其他資料庫。當然，還要將其他物件(如程式碼…等)匯出並匯入至目的資料庫，所需處理步驟較CDB繁瑣，時間自然就比較久。

在12c 之CDB中，Oracle 會將各PDB之metadata存放於自己的資料檔中，不與Oracle提供之物件一起存放。

每一個PDB 都會有自己的SYSTEM tablespace，存放自己有關之Data Dictionary…等資料。例如，當我們針對PDB_AP 建立一表格SALES時，其metadata 會被儲存在該PDB自己的TAB$等核心表格中。而Oracle 提供給各PDB共享之物件之metadata就存放於CDB$ROOT之核心表格中(TAB$)。為了方便各PDB使用Oracle提供之物件，各PDB會記錄Metadata之連結(Metadata-Linked Object)。因此，各PDB即可透過這些連結存取Oracle 提供之物件。另外針對CDB中提供給所有PDB共享之物件(如 AUDIT_ACTIONS)，每個PDB會記錄各物件之連結(Object-Linked Object)，藉此所有PDB即可共用該物件。

在此架構下，如要更新或升級資料庫就只需針對CDB$ROOT進行，就會一起更新該CDB中所有的PDB。相對的，若我們要將某一AP 之相關資料搬移到另一資料庫主機時，只需將AP相關之PDB資料檔案搬到新的CDB中，再重建共享物件之連結即可(透過unplug 及 plug-in或 clone PDB之方法)。所以，所需的動作及時間就可節省許多。

Oracle 12c Multitenant 基本觀念及架構先介紹到此，下次我們再介紹CDB與PDB之建立與實際管理等語法。

後續 >> Oracle Database 12c 新特色（2）