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，在接下来的几年中，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》。
可插入数据库的概念
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。
多租户环境的组成
ROOT
Root容器数据库，是CDB环境中的根数据库，在根数据库中含有主数据字典视图，其中包含了与Root容器有关的元数据和CDB中所包含的所有的PDB信息。在CDB环境中被标识为CDB$ROOT，每个CDB环境中只能有一个Root容器数据库。 CDB seedCDB seed为PDB的种子，其中提供了数据文件，在CDB环境中被标识为PDB$SEED，是创建新的 PDB的模板，你可以连接PDB$SEED，但是不能执行任何事物，因为PDB$SEED是只读的，不可进行修改。 PDBsPDB数据库，在CDB环境中每个PDB都是独立存在的，与传统的Oracle数据库基本无差别，每个PDB拥有自己的数据文件和objects，唯一的区别在于PDB可以插入到CDB中，以及在CDB中拔出，并且在任何一个时间点之上PDB必须拔出或者插入到一个CDB中，当用户链接PDB时不会感觉到根容器和其他PDB的存在。
CDBwith PDBs
sys. ora12c>show pdbsCON_ID CON_NAME OPEN MODE RESTRICTED---------- ------------------------------ ---------- ---------- 2 PDB$SEED READ onLY NO 3 ORA12CPDB READ WRITE NO 4 PDB2 MOUNTED 5 PDB1 MOUNTED 6 PDB3 READ WRITE NOsys. ora12c>
PDB$SEED为CDB seed，ORA12CPDB/PDB1/PDB2/PDB3为PDB数据库。
Application Containers
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：
ApplicationContainers in a CDB
Application
更多的关于Application Containers相关内容请参考之前的ApplicationContainers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环境中的用户
CDB环境中包含两类用户，公用用户和本地用户。
丨公用用户
公用用户是在root数据库中和所有的PDB数据库中都存在的用户，公用用户必须在根容器中创建，然后此用户会在所有的现存的PDB中自动创建，公用用户标识必须以c##或者C##开头，sys和system用户是Oracle在CDB环境中自动创建的公用用户。
create user c##yyh identified by yyh;
创建完成公用用户，需要为公用用户赋予所有可插拔数据库的权限，公用用户才可以访问其他PDB，如果在连接根容器时仅仅为公用用户赋予了相关权限，那么该权限不会被传递到所有的可插拔数据库中，必须为公用用户赋予能够传递到PDB中的权限，可以创建公用角色然后赋予公用用户，或者在为公共用户付权时指定子句container=ALL;
例如：
或者grant dba to c##yyh container=all;create role c##dbaprivs container=all;grant dba to c##dbaprivs container=all;grant c##dbaprivs to c##yyh container=all;或者grant dba to c##yyh container=all;
丨本地用户
本地用户指的是在PDB中创建的普通用户，只有在创建它的PDB中才会存在该用户，并且PDB中只能创建本地用户。
CDB中你需要再次了解的基础知识
丨SYSTEM/SYSAUX
在CDB的数据库环境中，SYSTEM/SYSAUX表空间并不是公用，CDB$ROOT以及每个PDB都拥有自己的SYSTEM和SYSAUX表空间。
丨REDO文件
在CDB环境中所有的PDB共用CDB$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ALTERSYSTEM 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。
丨归 档
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。
丨UNDO MODE
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$ROOT)：
COL PROPERTY_NAME FOR A50COL PROPERTY_VALUE FOR A50COL DEscriptION FOR A50SELECt property_name, property_valueFROM database_propertiesWHERe property_name='LOCAL_UNDO_ENABLED';PROPERTY_NAME PROPERTY_VALUE-------------------- --------------------LOCAL_UNDO_ENABLED TRUE
在创建CDB时使用了SHARED UNDO MODE方式，如果后续想更改为LOCAL UNDO MODE，我们可以使用如下命令更改UNDO MODE为LOCAL UNDO MODE:
startup upgradealter database local undo on;shutdown immediatestartup
更改为local undo后CDB中的所有的PDB会自动创建自己的UNDO表空间。
丨临时文件
每个PDB都有自己的临时表空间，如果PDB没有自己的临时表空间文件，那么，PDB可以使用CDB$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 TEMPElapsed: 00:00:00.1108:43:02 sys. woqu>
丨参数文件
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$system_parameterWHERe ispdb_modifiable = 'TRUE'ORDER BY name;pdb_spfile$:08:37:58 sys. yyh>show parameter open_cursorsNAME TYPE VALUE------------------------------------ ----------- -----open_cursors integer 99908:38:04 sys. yyh>show parameter local_listenerNAME TYPE VALUE------------------------------------ ----------- ----------------local_listener string PDB_YYH08:38:08 sys. yyh>select pdb_uid, name, value$ from pdb_spfile$;PDB_UID NAME VALUE$---------- ------------------ ------------------1167267009 open_cursors 9991167267009 local_listener 'PDB_YYH'Elapsed: 00:00:00.0008:38:11 sys. yyh>
这里在PDB:1167267009中更改了open_cursors/ local_listener两个参数。
丨控制文件
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_filesNAME TYPE VALUE------------------------------------ -----------------------------------------control_files string /u01/app/oracle/oradata/woqu/c ontrol01.ctl, /u01/app/oracle/ oradata/woqu/control02.ctl20:51:06 sys. woqu>20:50:55 sys. woqupdb>show parameter control_filesNAME TYPE VALUE------------------------------------ -----------------------------------------control_files string /u01/app/oracle/oradata/woqu/c ontrol01.ctl,/u01/app/oracle/ oradata/woqu/control02.ctl20:51:23 sys.woqupdb>
丨告警日志以及跟踪文件
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。
丨时区
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 pdbsCON_ID CON_NAME OPEN MODE RESTRICTED---------- ------------------------------ ---------- ---------- 2 PDB$SEED READ onLY NO 3 WOQUPDB READ WRITE NO20:52:00 sys. woqu>select dbtimezone from dual;DBTIME------+00:00Elapsed: 00:00:00.0020:52:01 sys. woqu>20:51:53 sys. woqupdb>select dbtimezone from dual;DBTIME------+08:00Elapsed: 00:00:00.0020:52:02 sys. woqupdb>
丨字符集
在CDB中定义字符集也可以应用于它所含有的PDB中，每个PDB也可以有自己的字符集设置。
20:52:33 sys. woqu>SELECt a.value || '_' || b.value || '.'|| c.value NLS_LANG20:52:33 2 FROM nls_database_parameters a,nls_database_parameters b, nls_database_parameters c20:52:33 3 WHERe a.parameter = 'NLS_LANGUAGE' ANDb.parameter = 'NLS_TERRITORY' AND c.parameter = 'NLS_CHARACTERSET';NLS_LANG----------------------------------------AMERICAN_AMERICA.AL32UTF8Elapsed: 00:00:00.0620:52:33 sys. woqu>20:52:33 sys. woqu>20:52:36 sys. woqupdb>SELECt a.value || '_' || b.value || '.'|| c.value NLS_LANG20:52:36 2 FROM nls_database_parameters a,nls_database_parameters b, nls_database_parameters c20:52:36 3 WHERe a.parameter = 'NLS_LANGUAGE' ANDb.parameter = 'NLS_TERRITORY' AND c.parameter = 'NLS_CHARACTERSET';NLS_LANG----------------------------------------AMERICAN_AMERICA.ZHS16GBKElapsed: 00:00:00.0820:52:36 sys. woqupdb>20:52:36 sys. woqupdb>
丨数据字典视图与动态性能视图
在CDB环境中引入了CDB级别的数据字典视图，它的级别高于DBA_/ALL_/USER_，CDB级别的数据字典视图含有所有PDB的元数据信息，其中增加了con_id列，con_id为CDB中所有容器唯一标识符，其中con_id为0的是CDB$ROOT，con_id为2的是PDB$SEED，每个PDB在CDB中都会分配一个唯一的con_id。如果要想查看CDB级别的数据字典视图，必须使用公用用户在跟容器中查看，并且要查看的PDB必须处于open状态，才可以看到PDB中的信息。
20:53:42 sys. woqu>showpdbsCON_ID CON_NAME OPEN MODE RESTRICTED---------- ------------------------------ ---------- ---------- 2 PDB$SEED READ onLY NO 3 WOQUPDB READ WRITE NO20:53:45 sys. woqu>20:54:40 sys. woqu>select con_id, pdb_id, pdb_name, dbid, status fromcdb_pdbs;CON_ID PDB_ID PDB_NAME DBID STATUS---------- --------- ------------------------------ -------------- 2 2 PDB$SEED 2834527297 NORMAL 3 3 WOQUPDB 3238406520 NORMAL20:54:43 sys. woqu> CDB的创建
如果要使用可插拔数据库的功能，需要在创建数据库时专门指定启用可插拔数据库，创建CDB通常有如下两种方式：
使用DBCA图形工具创建CDB这里需要注意的是Oracle 12.2之后支持LOCAL UNDO，这里注意需要手动要勾选LOCAL UNDO选项。 CREATE DATAbase语句创建CDB在使用脚本创建CDB时Oracle提供了两种方法，一种是使用OMF，另外一种是非OMF的方式，注意参数文件中需要将ENABLE_PLUGGABLE_DATAbase设置为TRUE。
这里演示使用非OMF方式创建CDB，数据名称为ora12c：
1.设置ENABLE_PLUGGABLE_DATAbase参数为TRUE，参数文件如下：
audit_file_dest='/u01/app/oracle/admin/ora12c/adump'audit_trail='none'compatible='12.2.0'control_files='/u01/app/oracle/oradata/ora12c/control01.ctl','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/control02.ctl'db_block_size=8192db_domain='linux.com'db_name='ora12c'diagnostic_dest='/u01/app/oracle'enable_pluggable_database=truememory_target=801mnls_language='AMERICAN'nls_territory='AMERICA'remote_login_passwordfile='EXCLUSIVE'undo_tablespace='UNDOTBS1'
2.创建相应目录以及设置环境变量
export ORACLE_SID=ora12cexport ORACLE_HOME=$ORACLE_base/product/12.2.0/dbhome_1export PATH=$ORACLE_HOME/bin:$ORACLE_HOME/OPatch:$ORACLE_HOME/perl/bin:$ORACLE_HOME/jdk/bin:$PATH
3.CREATE DATAbase脚本createdb.sql如下：
CREATE DATAbase ora12cUSER SYS IDENTIFIED BY oracleUSER SYSTEM IDENTIFIED BY oracleLOGFILE GROUP 1('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo01a.log','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo01b.log') SIZE 100M BLOCKSIZE 512, GROUP 2('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo02a.log','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo02b.log') SIZE 100M BLOCKSIZE 512, GROUP 3('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo03a.log','/u01/app/oracle/oradata/ora12c/redo03b.log') SIZE 100M BLOCKSIZE 512MAXLOGHISTORY 1MAXLOGFILES 16MAXLOGMEMBERS 3MAXDATAFILES 1024CHARACTER SET AL32UTF8NATIonAL CHARACTER SET AL16UTF16EXTENT MANAGEMENT LOCALDATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/system01.dbf'SIZE 700M REUSE AUTOEXTEND ON NEXT10240K MAXSIZE UNLIMITEDSYSAUX DATAFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/sysaux01.dbf'SIZE 550M REUSE AUTOEXTEND ON NEXT10240K MAXSIZE UNLIMITEDDEFAULT TABLESPACE deftbsDATAFILE'/u01/app/oracle/oradata/ora12c/deftbs01.dbf'SIZE 500M REUSE AUTOEXTEND onMAXSIZE UNLIMITEDDEFAULT TEMPORARY TABLESPACE tempts1TEMPFILE '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/temp01.dbf'SIZE 20M REUSE AUTOEXTEND ON NEXT640K MAXSIZE UNLIMITEDUNDO TABLESPACE undotbs1DATAFILE'/u01/app/oracle/oradata/ora12c/undotbs01.dbf'SIZE 200M REUSE AUTOEXTEND onNEXT 5120K MAXSIZE UNLIMITEDENABLE PLUGGABLE DATAbaseSEEDFILE_NAME_ConVERT =('/u01/app/oracle/oradata/ora12c/', '/u01/app/oracle/oradata/ora12c/pdbseed/')SYSTEM DATAFILES SIZE 125MAUTOEXTEND ON NEXT 10M MAXSIZE UNLIMITEDSYSAUX DATAFILES SIZE 100MUSER_DATA TABLESPACE usertbsDATAFILE'/u01/app/oracle/oradata/ora12c/pdbseed/usertbs01.dbf'SIZE 200M REUSE AUTOEXTEND onMAXSIZE UNLIMITED;
这段代码中”ENABLE PLUGGABLE DATAbase”之后部分与PDB有关，其他部分与创建传统的Oracle数据库语句均相同。
FILE_NAME_CONVERT
子句指定了使用’
/u01/app/oracle/oradata/ora12c/’中的文件名在’/u01/app/oracle/oradata/ora12c/pdbseed/’中生产CDBseeds。
USER_DATA_TABLESPACE
子句可以在容器中创建额外的表空间，这个表空间在后续使用PDB$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:Nora12c:/u01/app/oracle/product/12.2.0/dbhome_1:Norcl:/u01/app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1:N # line added by Agentnewdb:/u01/app/oracle/product/12.2.0/dbhome_1:Nyyh:/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'tlocate 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 Utilqw(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'tlocate Util.pm
7.开启localundo mode(因为上面再创建CDB时没有加入localundo mode子句)
sys. ora12c>shutdown immediatesys. ora12c>startup upgradesys. 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_valueFROM database_propertiesWHERe property_name='LOCAL_UNDO_ENABLED';PROPERTY_NAME PROPERTY_VALUE-------------------- --------------------LOCAL_UNDO_ENABLED TRUEElapsed: 00:00:00.02sys. ora12c>
重启数据库：
shutdown immediatestartup
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$database; DBID NAME OPEN_MODE CDB CON_ID---------- --------- -------------------- --- ----------323027068 ORA12C READ WRITE YES 0Elapsed: 00:00:00.11sys. ora12c>
此时CDB中含有两个容器：根容器CDB$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 150A57CDEFD150C96E0530838A8C0206E CDB$ROOT2 1453953285 145395328550A57CDEFD160C96E0530838A8C0206E PDB$SEEDElapsed: 00:00:00.00sys. ora12c>SELECt con_id, tablespace_name, file_id, file_nameFROM cdb_data_files;CON_ID TABLESPACE_NAME FILE_ID FILE_NAME------ --------------- ---------------------------------------------------1 SYSTEM 1/u01/app/oracle/oradata/ora12c/system01.dbf1 SYSAUX 3/u01/app/oracle/oradata/ora12c/sysaux01.dbf1 UNDOTBS1 5/u01/app/oracle/oradata/ora12c/undotbs01.dbf1 DEFTBS 6/u01/app/oracle/oradata/ora12c/deftbs01.dbfElapsed: 00:00:00.01sys. ora12c>show con_id con_name userCON_ID------------------------------1CON_NAME------------------------------CDB$ROOTUSER is "SYS"sys. ora12c> CDB的管理
管理CDB时，通常需要使用sys用户连接根容器数据库，在操作方式上与非CDB数据库同样。
当前连接容器的信息：
1.23:03:31 sys. woqu>show con_id con_name userCON_ID------------------------------1CON_NAME------------------------------CDB$ROOTUSER is "SYS"23:03:33 sys. woqu>2.COL CON_ID FOR A10COL CUR_ConTAINER FOR A25COL CUR_USER FOR A25SELECtsys_context('USERENV','CON_ID')con_id,sys_context('USERENV','CON_NAME') cur_container,sys_context('USERENV','session_user') cur_userFROM dual;CON_ID CUR_ConTAINER CUR_USER---------- ------------------------- -------------------------1 CDB$ROOT SYS
丨启动和停止CDB
只有公用用户才可以连接根容器，并且启动和停止CDB，停止和启动与普通数据库的处理过程相同，当公用用户连接PDB时，无法启动和停止CDB：
sys. ora12c>startup
默认情况下启动CDB时不会自动启动PDBs，我们可以使用手工的方式启动PDB：
ALTER PLUGGABLE DATAbase [pdb_name] OPEN;ALTER PLUGGABLE DATAbase ALL OPEN; --打开所有PDBsys. ora12c>shutdown immediate
在关闭CDB时，CDB中正在运行PDSs会也会关闭，连接CDB与PDBs的session均会断开。
查看CDB环境中表空间使用情况：
with generator0 as(select cf.con_id,cf.tablespace_name, sum(cf.bytes) / 1024 / 1024 frmfrom cdb_free_space cfgroup by cf.con_id,cf.tablespace_name),generator1 as(select cd.con_id,cd.tablespace_name, sum(cd.bytes) / 1024 / 1024 usmfrom cdb_data_files cdgroup by cd.con_id,cd.tablespace_name),generator2 as(select g0.con_id, c.name con_name, g0.tablespace_name, g0.frm, g1.usmfrom generator0 g0, generator1 g1,v$containers cwhere g0.con_id = g1.con_idand g0.tablespace_name =g1.tablespace_nameand c.con_id = g1.con_idunionselect c.con_id, c.name, ct.tablespace_name, null, sum(ct.bytes) / 1024 / 1024from v$containers c,cdb_temp_files ctwhere c.con_id = ct.con_idgroup by c.con_id, c.name,ct.tablespace_name)select con_id,case when con_name = LAG(con_name, 1) OVER(PARTITION BY con_name ORDER BYtablespace_name) THEN null ELSE con_name ENDcon_name, tablespace_name, frm freemb, usm usembfrom generator2order by con_id;CON_ID CON_NAME TABLESPACE_NAME FREEMB USEMB------ ------------ --------------- ---------- ----------1 CDB$ROOT SYSAUX 28 4701 SYSTEM 6.5625 8101 TEMP 331 UNDOTBS1 1.9375 601 USERS 4 53 ORA12CPDB SYSAUX 18.125 3603 SYSTEM 1.25 2503 TEMP 643 UNDOTBS1 33 1003 USERS 4 5
丨切换容器
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。
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