数据库教程FGMT25‑Oracle多租户架构CDB与PDB运维管理

数据库教程FGMT25‑Oracle多租户架构CDB与PDB运维管理

前言

Oracle多租户CDB/PDB容器架构自12c版本推出之后，已经成为Oracle数据库主流部署形态，Oracle21c/26ai已经不再支持创建non‑CDB传统非容器数据库，所有新建数据库强制采用CDB多租户架构。多租户架构可以将多个业务库整合至一套CDB容器，实现资源池化、快速克隆、插拔迁移、统一补丁升级；但同时带来全新运维模型，容器切换、公共/本地用户管理、PDB启停状态保存、克隆、快照PDB、插拔迁移、应用容器、non‑CDB迁移、补丁datapatch、备份恢复、资源管理器等均有别于传统单机non‑CDB数据库。风哥教程本文围绕CDB/PDB完整运维体系展开，覆盖架构理论、各类PDB创建方式、用户权限管理、PDB生命周期运维、克隆、快照、unplug/plug插拔、relocate在线热迁移、non‑CDB迁移PDB、应用容器、数据泵使用、RMAN备份恢复、补丁datapatch、资源管理器、故障排查，帮助DBA掌握多租户环境完整运维手段。风哥 itpux‑com

本套风哥教程面向DBA、数据库架构师、运维实施工程师；实验主机fgedu‑net‑cn ，硬件规格64G内存，8颗CPU；CDB数据库实例名fgedudb，数据库名fgedudb，业务测试用户名fgedu，根目录统一/fgedudb，基于Oracle19c企业版（本地undo模式）完成实验。风哥教程本文分为前言与大纲介绍、核心理论知识、实战操作演练、风哥针对本文总结四大模块；实战章节包含大量可直接复制运行shell、PL/SQL脚本，读者可以在测试环境完整复现多租户全套运维操作。网上搜索风哥教程可以学习全套数据库教程

内容大纲

1. Oracle多租户CDB/PDB架构综述，CDBROOT、PDBROOT、PDBROOT、PDBSEED、业务PDB核心组件说明
2. 本地undo与共享undo模式原理，公共用户、本地用户、角色权限管理规则
3. 多租户核心数据字典视图，容器切换原理，PDB各种打开关闭模式
4. PDB多种创建方式：seed模板创建、本地克隆、远程克隆、快照PDB、relocate在线迁移、plug插入PDB
5. PDB unplug/plug插拔迁移完整流程，non‑CDB传统数据库转换迁移为PDB
6. Application Container应用容器运维，应用PDB管理
7. 多租户环境数据泵expdp/impdp使用注意事项，PDB级导出导入
8. CDB/PDB RMAN备份恢复体系，CDB全量备份、单PDB粒度备份恢复，PDB闪回
9. 多租户补丁运维，datapatch字典升级原理，打补丁约束
10. CDB资源管理器，PDB资源隔离配置实操
11. 多租户日常巡检脚本，高频报错故障分析，生产运维最佳实践

一、核心理论知识

本章节为本套风哥教程理论基础，理解多租户架构模型、权限模型、各类PDB技术的适用边界，规避日常运维中的各类陷阱。风哥教程 113257174

1.1 CDB/PDB容器架构组件

1. CDB$ROOT根容器(con_id=1)：CDB管理根容器，存放公共元数据、公共用户SYS/SYSTEM；实例级参数、redo、控制文件、SGA/PGA全部在ROOT；不存放业务数据，DBA在此执行实例层面管理操作。
2. PDB$SEED种子模板(con_id=2)：只读模板PDB；新建PDB的时候，Oracle复制seed的数据文件，快速生成新PDB初始环境，不允许业务读写修改seed内容。
3. 业务PDB（Pluggable Database）：对应用户业务，客户端访问表现如同传统独立数据库；每个PDB具备独立SYSAUX、USERS、undo表空间（本地undo模式），独立数据字典；PDB之间数据天然隔离，需要dblink实现跨PDB访问。

本地undo模式：12.2及之后版本强烈推荐开启，每个PDB拥有独立undo表空间；支持PDB热迁移、插拔、PDB级闪回；参数undo_mode=LOCAL，修改后必须重启CDB实例生效；共享undo仅用于过渡升级场景，生产不推荐使用。网上搜索风哥教程可以学习全套数据库教程

1.2 公共用户与本地用户权限模型

1. 公共用户Common User ：用户名必须以C##/C##开头；在CDB$ROOT创建，CONTAINER=ALL，该用户自动同步到CDB下所有PDB；适合监控、DBA公共账号；禁止在PDB内部创建C##公共用户，会报ORA‑65096错误。
2. 本地用户Local User：仅存在于某一个PDB内部；必须切换到对应PDB容器再执行create user；业务应用账号优先使用本地用户，实现租户隔离。
3. 角色：公共角色（CONTAINER=ALL）、本地角色；权限区分容器公共权限、PDB本地权限。

1.3 多租户核心视图与容器切换

1. show pdbs：sqlplus快捷命令，查看全部PDB名称、con_id、open_mode；
2. dba_pdbs / cdb_pdbs：CDB级别查看全部PDB元数据；
3. cdb_users / cdb_roles：跨容器查看全部用户，common字段区分公共/本地；
4. gv$containers：动态性能视图查看所有容器运行状态；
5. alter session set container=xxx：会话级切换当前容器，不会重启实例，只改变会话上下文；>

注意：alter session set container仅仅改变当前会话，不会改变其他已经存在的会话。风哥数据库教程 itpux‑com

1.4 PDB各类打开状态说明

1. READ WRITE：正常业务读写；
2. READ ONLY：只读打开，可查询不可DML修改；
3. MOUNT：挂载状态，数据文件挂载，不对外业务访问；用于备份、插拔操作；
4. MIGRATE：迁移转换状态，non‑CDB转换PDB、升级的时候使用。

重要特性：CDB实例重启之后，所有PDB默认回到MOUNT状态；必须执行alter pluggable database xxx save state;保存PDB开机状态，实例重启PDB自动恢复open状态。

1.5 PDB各类创建技术原理

1. 基于SEED模板创建PDB：复制PDB$SEED模板，生成全新空白业务PDB。
2. 本地克隆Local Clone：同一套CDB内部，从已有业务PDB克隆一份完整副本；适合测试环境复制业务库。
3. 远程克隆Remote Clone：通过database link，从远端CDB的PDB直接克隆到本地CDB；源库可以保持读写运行，适合跨CDB快速迁移。
4. Snapshot Copy快照克隆：基于存储稀疏快照，几乎不占用额外空间快速克隆PDB；依赖ASM稀疏磁盘或者ACFS文件系统；快照PDB存在存储依赖，可以执行materialize实体化为完整PDB。
5. Unplug / Plug插拔迁移：unplug将PDB导出xml元数据文件，PDB变为unplugged状态；将数据文件与xml拷贝到目标CDB，plug接入；同大版本CDB之间迁移PDB。
6. Relocate PDB在线热迁移：12.2之后支持，源PDB保持读写业务运行，在线迁移PDB到目标CDB，业务停机时间极短，适合存储迁移、资源池重组场景。

1.6 Application Container应用容器

Application Container应用容器是特殊PDB，可以管理一组应用PDB；适合一套应用有多套租户实例，公共应用元数据统一放在应用root，各个应用PDB共享应用定义。

1.7 non‑CDB迁移PDB原理

传统non‑CDB数据库，使用dbms_pdb.describe()生成xml元文件，plug进目标CDB，执行noncdb_to_pdb.sql脚本转换内部字典，完成存量传统数据库向PDB迁移改造。网上搜索风哥教程可以学习全套数据库教程

1.8 多租户备份恢复与闪回

RMAN支持两种备份粒度：①备份整个CDB容器数据库；②单独备份某一个或者多个PDB。支持PDB级别闪回数据库flashback pluggable database；注意闪回PDB不会影响其他PDB。

1.9 多租户补丁datapatch机制

CDB环境打完OPatch二进制补丁之后，不能直接使用；datapatch工具遍历CDB$ROOT以及全部PDB，依次执行字典升级脚本；如果部分PDB处于mount，datapatch执行会报错，所有PDB必须open read‑write状态，datapatch才能完整执行，否则会出现二进制版本与字典版本不一致，大量ORA报错。

1.10 CDB资源管理器

CDB Resource Manager资源管理器，可以针对不同PDB分配CPU、IO、并行度资源；防止某一个业务PDB耗尽CDB实例整体资源，影响其他租户业务。

1.11 常见故障点汇总

1. 实例重启PDB全部mount，忘记save state；
2. 在CDB$ROOT创建不带C##前缀用户，报ORA‑65096；
3. datapatch执行失败，部分PDB没有open；
4. unplug/plug版本不兼容，源与目标CDB大版本不一致；
5. 数据泵操作，公共用户导出导入出现ORA‑65094，需要使用remap_schema；
6. 快照PDB没有materialize，底层存储快照被删除，PDB损坏。
   上51CTO搜索风哥可以学习全套数据库教程

二、实战操作演练

本套风哥教程全部实战操作，主机fgedu‑net‑cn，CDB数据库fgedudb，硬件64G内存8CPU，本地undo模式；数据库SID=fgedudb，业务用户fgedu，根目录/fgedudb。

说明：操作系统oracle用户登录，设置ORACLE_HOME、ORACLE_SID；sqlplus / as sysdba默认连接CDB$ROOT根容器。

2.1 CDB环境基础校验

#主机信息
hostname
free -h
lscpu
echo $ORACLE_SID
echo $ORACLE_HOME

登录数据库

sqlplus / as sysdba
--查看容器信息
show pdbs;
select con_id,name,open_mode,undo_mode from v$containers;
show parameter undo_mode;
show parameter memory_target;

确认undo_mode=LOCAL本地undo模式；内存参数memory_target=48G适配64G主机。

alter system set memory_max_target=48G scope=spfile;
alter system set memory_target=48G scope=spfile;

2.2 PDB基础生命周期操作：创建、打开关闭、save state

2.2.1 基于PDB$SEED模板新建业务PDB fgedu_pdb1

create pluggable database fgedu_pdb1
admin user fgedu_pdb_admin identified by fgedudb
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/fgedudb/pdbseed/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb1/');

创建之后PDB为mount状态，需要手工打开。

2.2.2 PDB打开关闭，save state保存开机状态

--打开单个PDB
alter pluggable database fgedu_pdb1 open;
--打开全部PDB
alter pluggable database all open;

--关闭PDB
alter pluggable database fgedu_pdb1 close immediate;
alter pluggable database all close immediate;

--保存PDB状态，CDB实例重启自动open
alter pluggable database fgedu_pdb1 save state;
alter pluggable database all save state;

--清除保存状态
alter pluggable database fgedu_pdb1 discard state;

show pdbs;

2.2.3 会话容器切换，本地业务用户fgedu创建

--切换会话进入fgedu_pdb1
alter session set container=fgedu_pdb1;
show pdbs;
--创建PDB本地业务用户
create user fgedu identified by fgedudb default tablespace users temporary tablespace temp;
grant connect,resource,select_catalog_role to fgedu;

--切回CDB$ROOT
alter session set container=cdb$root;
show pdbs;

2.3 公共C##用户与权限实操

公共用户必须在CDB$ROOT创建，名字以C##开头，指定CONTAINER=ALL。

alter session set container=cdb$root;
create user c##fgedu_mon identified by fgedudb container=all;
grant connect,select_catalog_role to c##fgedu_mon container=all;

--查看公共\(ROOT、PDB\)本地用户
set linesize 220
select con_id,username,common from cdb_users where username like '%FGEDU%';

错误示范：在PDB内部执行create user c##xxx，直接报ORA‑65096；PDB内部只能创建本地用户。风哥数据库教程 itpux‑com

2.4 PDB本地克隆实操（同一CDB内部克隆fgedu_pdb1得到fgedu_pdb_clone）

alter session set container=cdb$root;
create pluggable database fgedu_pdb_clone from fgedu_pdb1
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb1/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb_clone/');

alter pluggable database fgedu_pdb_clone open;
show pdbs;

2.5 PDB unplug / plug插拔迁移完整实操

2.5.1 unplug拔出PDB，生成xml元数据文件

alter session set container=cdb$root;
alter pluggable database fgedu_pdb_clone close immediate;

alter pluggable database fgedu_pdb_clone
unplug into '/fgedudb/pdb_xml/fgedu_pdb_clone.xml';

此时PDB状态为UNPLUGGED；数据文件保留磁盘，xml记录PDB全部元信息。

2.5.2 drop unplugged PDB，KEEP DATAFILES保留磁盘数据文件

alter pluggable database fgedu_pdb_clone drop keep datafiles;

KEEP DATAFILES：仅仅删除CDB内部元定义，磁盘数据文件保留，用于后续plug接入目标CDB；如果写INCLUDING DATAFILES会物理删除磁盘数据文件。

2.5.3 plug重新插入PDB

create pluggable database fgedu_pdb_clone
using '/fgedudb/pdb_xml/fgedu_pdb_clone.xml'
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb_clone/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb_clone/');

alter pluggable database fgedu_pdb_clone open;
show pdbs;

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2.6 non‑CDB传统数据库迁移转换为PDB实操

源端为一套non‑CDB数据库，生成xml描述文件，拷贝数据文件，plug进目标CDB，执行noncdb_to_pdb.sql脚本转换字典。

源non‑CDB库执行：

exec dbms_pdb.describe(pdb_descr_file=>'/fgedudb/pdb_xml/ncdb_fgedu.xml');

将xml以及全部数据文件拷贝到目标CDB主机对应目录。目标CDB$ROOT执行兼容性检查：

set serveroutput on
declare
v_ret boolean;
begin
v_ret:=dbms_pdb.check_plug_compatibility(pdb_descr_file=>'/fgedudb/pdb_xml/ncdb_fgedu.xml');
dbms_output.put_line('兼容性检查结果:'||to_char(v_ret));
end;
/

plug接入non‑CDB：

create pluggable database fgedu_ncdb_pdb
using '/fgedudb/pdb_xml/ncdb_fgedu.xml'
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/ncdb_fgedu/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_ncdb_pdb/');

alter pluggable database fgedu_ncdb_pdb open restrict;

切换进入PDB，执行转换脚本：

alter session set container=fgedu_ncdb_pdb;
@?/rdbms/admin/noncdb_to_pdb.sql

脚本执行完成之后，正常open PDB。

2.7 快照PDB Snapshot Copy实操（ASM稀疏存储环境）

注意：需要设置clonedb=true，底层存储支持稀疏快照；本示例基于fgedu_pdb1创建快照PDB。

alter system set clonedb=true scope=spfile;
shutdown immediate;
startup;

alter session set container=cdb$root;
create pluggable database fgedu_pdb_snap from fgedu_pdb1 snapshot copy
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb1/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb_snap/');

alter pluggable database fgedu_pdb_snap open;
show pdbs;

快照PDB存在存储依赖，如果要消除依赖，执行materialize实体化：

alter pluggable database fgedu_pdb_snap materialize;

2.8 Relocate PDB在线热迁移简要说明

Relocate PDB需要创建dblink指向远端源CDB；源PDB保持读写运行，在线迁移，业务几乎无停机。

create pluggable database fgedu_pdb_relocate relocate from fgedu_pdb1@remote_cdb_link
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/srcpdb/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/fgedu_pdb_relocate/');

relocate要求CDB为local undo模式，字符集兼容，大版本一致。

2.9 Application Container应用容器基础实操

alter session set container=cdb$root;
--创建应用根容器
create pluggable database app_root as application container
admin user app_admin identified by fgedudb
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/fgedudb/pdbseed/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/app_root/');

alter pluggable database app_root open;
alter session set container=app_root;
--在应用root内部创建应用PDB
create pluggable database app_pdb1
admin user app_pdb_admin identified by fgedudb
file_name_convert=
('/fgedudb/oradata/fgedudb/app_root/',
'/fgedudb/oradata/fgedudb/app_pdb1/');

alter pluggable database app_pdb1 open;
show pdbs;

2.10 多租户环境数据泵expdp / impdp实操

数据泵操作PDB：连接串必须指向PDB对应的service，不能连接CDB$ROOT；每个PDB拥有独立DATA_PUMP_DIR目录对象。

操作系统执行，tns别名指向PDB服务fgedu_pdb1：

#PDB内用户导出
expdp fgedu/fgedudb@FGEDU_PDB1 directory=DATA_PUMP_DIR dumpfile=fgedu_pdb.dmp schemas=fgedu logfile=exp_fgedu.log

#导入，如果源导出包含C##公共用户，使用remap_schema
impdp fgedu/fgedudb@FGEDU_PDB1 directory=DATA_PUMP_DIR dumpfile=fgedu_pdb.dmp remap_schema=c##xxx:fgedu logfile=imp_fgedu.log

常见坑：直接登录CDB$ROOT做expdp，导出的是root的对象，不是业务PDB对象；必须连接PDB服务名。网上搜索风哥教程可以学习全套数据库教程

2.11 RMAN CDB/PDB备份恢复实操

登录RMAN，连接CDB$ROOT。

2.11.1 备份整个CDB容器数据库

backup database plus archivelog tag='CDB_FULL';

2.11.2 只备份单个PDB

backup pluggable database fgedu_pdb1 plus archivelog tag='PDB_FGEDU_PDB1';

2.11.3 PDB闪回数据库，PDB级时间点恢复

alter pluggable database fgedu_pdb1 close immediate;
flashback pluggable database fgedu_pdb1 to timestamp sysdate‑1/24;
alter pluggable database fgedu_pdb1 open resetlogs;

2.12 多租户补丁datapatch完整流程

OPatch打完二进制补丁之后，所有PDB必须open read‑write状态，然后执行datapatch。

cd $ORACLE_HOME/OPatch
./opatch lsinventory
#确认全部PDB open read write
sqlplus / as sysdba <<EOF
alter pluggable database all open;
show pdbs;
exit;
EOF
./datapatch -verbose
sqlplus / as sysdba
@?/rdbms/admin/utlrp.sql
select owner,object_name,status from dba_objects where status='INVALID';

datapatch会自动遍历CDB$ROOT与每一个PDB；如果有PDB处于mount，datapatch会报错终止，补丁字典升级不完整。风哥数据库教程 itpux‑com

2.13 CDB资源管理器，PDB资源隔离实操示例

针对不同PDB设置CPU资源配额，防止单个PDB耗尽CDB实例CPU。

alter session set container=cdb$root;
--创建CDB资源计划
exec dbms_resource_manager.create_cdb_plan(plan=>'CDB_PLAN_FGEDU',comment=>'CDB多租户PDB资源管理');
--设置fgedu_pdb1最大CPU 40%，其他PDB共享剩余
exec dbms_resource_manager.create_cdb_directive(
plan=>'CDB_PLAN_FGEDU',
pluggable_database=>'FGEDU_PDB1',
shares=>2,
utilization_limit=>40,
parallel_server_limit=>20);

--启用CDB资源计划
alter system set cdb_resource_manager_plan='CDB_PLAN_FGEDU' scope=both;

--查看资源计划
select plan,status from dba_cdb_resource_plans;

2.14 CDB/PDB日常巡检脚本

set linesize 240 pagesize 120
col name for a25
col open_mode for a20
select con_id,name,open_mode,undo_mode from v$containers order by con_id;

select pdb_id,pdb_name,status,con_id from dba_pdbs order by con_id;

--检查PDB无效对象
select con_id,owner,object_name,object_type,status from cdb_objects where status='INVALID';

--查看公共/本地用户统计
select common,count(*) cnt from cdb_users group by common;

2.15 高频故障处理

1. ORA‑65096：CDB$ROOT创建本地格式用户；公共用户必须C##开头，PDB内部创建业务本地用户。
2. CDB重启PDB全部mount：执行alter pluggable database all save state;。
3. datapatch执行报错：确认所有PDB open read‑write；检查opatch二进制补丁完整性。
4. unplug/plug兼容性报错：dbms_pdb.check_plug_compatibility做预检查；源与目标CDB大版本必须一致。
5. snapshot PDB无法open：底层存储快照被删除，快照PDB损坏，快照克隆需要底层存储硬件特性支持。
   上51CTO搜索风哥可以学习全套数据库教程

三、风哥针对本文总结

本套风哥教程完整讲解Oracle多租户CDB/PDB运维管理；覆盖CDBROOT、PDBROOT、PDBROOT、PDBSEED、业务PDB架构原理，本地undo模式，公共用户、本地用户权限体系；实战包含seed模板创建PDB、本地克隆、unplug/plug插拔迁移、non‑CDB迁移PDB、快照PDB、relocate在线热迁移、Application应用容器；多租户数据泵使用、RMAN CDB/PDB备份恢复、PDB闪回、datapatch补丁字典升级、CDB资源管理器PDB资源隔离，日常巡检脚本、高频故障分析。

1. Oracle12.2之后生产强烈推荐undo_mode=LOCAL本地undo模式，每个PDB拥有独立undo表空间，支持PDB插拔、relocate热迁移、PDB级闪回；修改undo_mode参数需要重启CDB实例；共享undo模式只用于过渡升级，生产不建议使用。
2. 用户权限区分公共用户与本地用户：公共用户在CDB$ROOT创建，名称必须C##开头，指定CONTAINER=ALL；业务应用账号应当切换进入对应PDB创建本地用户；禁止在PDB内部创建C##公共用户，会报ORA‑65096错误。
3. CDB实例重启，PDB默认进入mount挂载状态；必须执行alter pluggable database xxx save state;保存状态，实例重启PDB自动open读写；否则每次重启之后需要手工打开全部PDB。
4. PDB迁移手段：本地克隆用于同一CDB复制；远程克隆通过dblink跨CDB复制；unplug/plug适合停机迁移；relocate在线热迁移源PDB保持业务读写，停机窗口极小；non‑CDB迁移PDB，plug接入之后必须执行noncdb_to_pdb.sql完成字典转换，否则PDB无法正常使用。
5. 快照PDB依赖底层存储稀疏快照能力，可以快速几乎零空间克隆，但是存在存储依赖；需要执行alter pluggable database ... materialize实体化消除快照依赖，否则底层快照删除PDB损坏。
6. 数据泵expdp/impdp操作PDB，连接串必须指向PDB的service服务名，不能直接登录CDB$ROOT根容器；导出导入如果涉及公共C##用户，需要使用remap_schema映射为本地用户，避免ORA‑65094报错。
7. 多租户补丁重点：OPatch更新二进制补丁之后，全部PDB必须处于OPEN READ‑WRITE状态，再执行datapatch；datapatch自动遍历ROOT与全部PDB升级内部字典；如果有PDB处于mount状态，datapatch执行失败，二进制版本与字典版本不一致，业务会出现大量ORA错误。
8. CDB资源管理器可以对不同PDB做CPU、并行度资源配额限制，防止某一个租户PDB耗尽整个CDB实例资源，实现多租户之间业务隔离，适合一套CDB托管多个业务系统的生产环境。

全部shell与SQL脚本建议读者在fgedu‑net‑cn测试主机完整复现，理解多租户各类PDB技术的适用场景与限制，再落地企业CDB/PDB生产运维工作。