ORACLE 資料庫中的鎖機制

dayong2015發表於2014-09-22
Oracle資料庫
ORACLE資料庫中的鎖機制
資料庫是一個多使用者使用的共享資源。當多個使用者併發的儲存資料時，在資料庫就會產生多個事務同時存取同一資料的情況。若對併發操作不加控制就可能會讀取和儲存不正確的資料，破壞資料庫的一致性。
加鎖是實現資料庫併發控制的一個非常重要的技術。當事務在對某個資料物件進行操作前，先向系統發出請求，對其加鎖。加鎖後事務就對資料物件有了一定的控制，在該事務釋放鎖之前，其他的事務不能對此資料物件進行更新操作。
在資料庫中有兩種基本的鎖型別：排它鎖（Exclusive Locks，即X鎖）和共享鎖（Share Locks，即S鎖）。當資料物件被加上排它鎖時，其他的事務不能對它讀取和修改。加了共享鎖的資料物件可以被其他事務讀取，但不能修改。資料庫利用這兩種基本的鎖型別來對資料庫的事務進行併發控制。
Oracle資料庫的鎖型別
根據保護的物件不同，Oracle資料庫鎖可以分為以下幾大類：
DML鎖（data locks，資料鎖），用於保護資料的完整性；
DDL鎖（dictionary locks，字典鎖），用於保護資料庫物件的結構，如表、索引等的結構定義；
內部鎖和閂（internal locks and latches），保護 資料庫的內部結構。
DML鎖的目的在於保證併發情況下的資料完整性。在Oracle資料庫中，DML鎖主要包括Table Locks(TM鎖)和Row Locks(TX鎖)，其中TM鎖稱為表級鎖，TX鎖稱為事務鎖或行級鎖。
當Oracle執行DML語句時，系統自動在所要操作的表上申請TM型別的鎖。當TM鎖獲得後，系統再自動申請TX型別的鎖，並將實際鎖定的資料行的鎖標誌位進行置位。這樣在事務加鎖前檢查TX鎖相容性時就不用再逐行檢查鎖標誌，而只需檢查TM鎖模式的相容性即可，大大提高了系統的效率。
TM鎖包括：行級共享鎖(RS鎖或SS鎖)、行級排它鎖(RX鎖)、共享鎖(S鎖)、排它鎖(X鎖) 、共享行級排它鎖(SRX鎖)，在資料庫中用0－6來表示。不同的SQL操作產生不同型別的TM鎖。
在資料行上只有X鎖（排他鎖）。在Oracle資料庫中，當一個事務首次發起一個DML語句時就獲得一個TX鎖，該鎖保持到事務被提交或回滾。當兩個或多個會話在表的同一條記錄上執行 DML語句時，第一個會話在該條記錄上加鎖，其他的會話處於等待狀態。當第一個會話提交後，TX鎖被釋放，其他會話才可以加鎖。
當Oracle資料庫發生TX鎖等待時，如果不及時處理常常會引起Oracle資料庫掛起，或導致死鎖的發生，產生ORA-60的錯誤。這些現象都會對實際應用產生極大的危害，如長時間未響應，大量事務失敗等。
ORACLE TM鎖型別：
鎖模式 鎖描述 解釋 SQL操作
0 none

1 NULL  
 空
 Select
2 SS(Row-S)  行級共享鎖，其他物件只能查詢這些資料行 
 Select for update、Lock for update、Lock row share
3 SX(Row-X)
 行級排它鎖，在提交前不允許做DML操作
 Insert、Update、Delete、Lock row share
4 S(Share)
 共享鎖
 Create index、Lock share
5 SSX(S/Row-X)
 共享行級排它鎖
 Lock share row exclusive
6 X(Exclusive) 排它鎖
 Alter table、Drop able、Drop index、Truncate  table 、Lock exclusive
1. 共享鎖（Share Table Lock，S）：
加鎖語法：Lock Table TableName In Share Mode;
允許的操作：一個共享鎖由一個事務控制，僅允許其它事務查詢被鎖定的表。一個有效的共享鎖明確地用Select … For update形式鎖定行，或執行Lock Table TableName In Share Mode語法鎖定整個表，不允許被其它事務更新。允許多個事務在同一個表上加共享鎖，這種情況下不允許在該表上加鎖的事務更新表（即使有一個事務控制的是形如Select Row … for update這樣行鎖也是不被允許的）。因此，僅有一個事務的一個共享鎖可以更新該表如果其它事務也有相同的事務在該表上的話。
禁止的操作：一個共享鎖由一個事務來控制，防止其它事務更新該表或執行下面的語句：
LOCK TABLE TableName IN SHARE ROW EXCLUSIVE MODE; 
LOCK TABLE TableName IN ROW EXCLUSIVE MODE;
2. 排它鎖（Exclusive Table Lock，X）：
排它鎖是在鎖機制中限制最多的一種鎖型別，允許加排它鎖的事務獨自控制對錶的寫許可權。
加鎖語法：Lock Table TableName In Exclusive Mode;
允許的操作：在一個表中只能有一個事務對該表實行排它鎖，排它鎖僅允許其它的事務查詢該表。
禁止的操作：擁有排外鎖的事務禁止其它事務執行其它任何DML型別的語句或在該表上加任何其它型別的鎖。
定義排它鎖的語法：
LOCK TABLE TableName IN EXCLUSIVE MODE; 
3. 行級鎖（Row Share Table Lock，RS）：
一個行級鎖（有時稱為Subshare Table Lock，簡稱SS，子共享鎖）需要該事務在被鎖定行的表上用update的形式加鎖。當有下面語句被執行的時候行級鎖自動加在操作的表上。
SELECT . . . FROM TableName. . . FOR UPDATE OF . . . ;
LOCK TABLE TableName IN ROW SHARE MODE; 
行級鎖（Row Share Table Lock）在鎖型別中是限制最少的，也是在表的併發程度中使用程度最高的。
允許的操作：行級共享鎖由一個事務控制，允許其它事務查詢、插入、更新、刪除或同時在同一張表上鎖定行。因此其它事務可以同時在同一張表上得到行級鎖、共享行級排它鎖、行級排它鎖、排它鎖。參見資料鎖的相容矩陣圖
禁止的操作：擁有行級鎖的事務不允許其它事務執行排它鎖，即：
Lock Table TableName In Exclusive Mode;
4. 行級排它鎖（Row Exclusive Table Lock，RX）：
行級排它鎖（亦稱為Subexclusive Table Lock，簡稱SX，子排它鎖）通常需要事務擁有的鎖在表上被更新一行或多行。當有下面語句被執行的時候行級排它鎖被加在操作的表上。
INSERT INTO TableName. . . ; 
UPDATE TableName. . . ; 
DELETE FROM TableName. . . ;
LOCK TABLE TableName IN ROW EXCLUSIVE MODE; 
行級排它鎖比行級鎖稍微多一些限制。
允許的操作：在資料鎖的相容矩陣圖很容易看出行級排它鎖由一個事務擁有允許其它事務執行查詢、修改、插入、刪除或同時在同一張表上鎖定行。執有行級排它鎖的事務允許其它事務在同一張表上同時得到共享鎖和行級排它鎖。
禁止的操作：行級排它鎖由一個事務擁有防止其它事務手動鎖定表來排除其它事務的讀寫權。因此，其它事務不允許在同一張表上使用以下的語句來執行鎖事務。
LOCK TABLE table IN SHARE MODE;
LOCK TABLE table IN SHARE EXCLUSIVE MODE; 
LOCK TABLE table IN EXCLUSIVE MODE
5. 共享行級排它鎖（Share Row Exclusive Table Lock，SRX）：
共享行級排它鎖有時也稱共享子排它鎖（Share Subexclusive Table Lock，SSX），它比共享鎖有更多限制。定義共享行級排它鎖的語法為：
Lock Table TableName In Share Row Exclusive Mode;
允許的操作：僅允許一個事務在某一時刻得到行級排它鎖。擁有行級排它鎖事務允許其它事務在被鎖定的表上執行查詢或使用Select … From TableName For update…來準確在鎖定行而不能更新行。
禁止的操作：擁有行級排它鎖的事務不允許其它事務有除共享鎖外的其它形式的鎖加在同一張表上或更新該表。即下面的語句是不被允許的：
LOCK TABLE TableName IN SHARE MODE; 
LOCK TABLE TableName IN SHARE ROW EXCLUSIVE MODE; 
LOCK TABLE TableName IN ROW EXCLUSIVE MODE; 
LOCK TABLE TableName IN EXCLUSIVE MODE;
TM鎖的相容矩陣

一方面，當Oracle執行SELECT…FOR UPDATE、INSERT、UPDATE、DELETE等DML語句時，系統自動在所要操作的表上申請表級RS鎖（SELECT…FOR UPDATE）或RX鎖（INSERT、UPDATE、DELETE），當表級鎖獲得後，系統再自動申請TX鎖，並將實際鎖定的資料行的鎖標誌位置位（指向該TX鎖）；另一方面，程式或操作人員也可以通過LOCK TABLE語句來指定獲得某種型別的TM鎖。下表是Oracle中各SQL語句產生TM鎖的情況：

我們可以看到，通常的DML操作（SELECT…FOR UPDATE、INSERT、UPDATE、DELETE），在表級獲得的只是意向鎖（RS或RX），其真正的封鎖粒度還是在行級；另外，Oracle資料庫的一個顯著特點是，在預設情況下，單純地讀資料（SELECT）並不加鎖，Oracle通過回滾段（Rollback segment）來保證使用者不讀"髒"資料。這些都提高了系統的併發程度。    
相關資料字典檢視說明
檢視名 
 描述 
 主要欄位說明
v$session 查詢會話的資訊和鎖的資訊。
 sid,serial#：表示會話資訊。 
program：表示會話的應用程式資訊。 
row_wait_obj#：表示等待的物件，和dba_objects中的object_id相對應。
v$session_wait
 查詢等待的會話資訊。 sid：表示持有鎖的會話資訊。 
Seconds_in_wait：表示等待持續的時間資訊 Event：表示會話等待的事件。
v$lock
 列出系統中的所有的鎖。
 Sid：表示持有鎖的會話資訊。 
Type：表示鎖的型別。值包括TM和TX等。 
ID1：表示鎖的物件標識。 
lmode,request：表示會話等待的鎖模式的信 息。用數字0－6表示，和表1相對應。
dba_locks
 對v$lock的格式化檢視。
 Session_id：和v$lock中的Sid對應。 Lock_type：和v$lock中的type對應。 
Lock_ID1：和v$lock中的ID1對應。 Mode_held,mode_requested：和v$lock中 的lmode,request相對應。
v$locked_object 只包含DML的鎖資訊，包括回滾段和會話資訊。 Xidusn,xidslot,xidsqn：表示回滾段資訊。和 v$transaction相關聯。 
Object_id：表示被鎖物件標識。 Session_id：表示持有鎖的會話資訊。 Locked_mode：表示會話等待的鎖模式的信 息，和v$lock中的lmode一致。

來自 “ ITPUB部落格 ” ，連結：http://blog.itpub.net/29634949/viewspace-1277019/，如需轉載，請註明出處，否則將追究法律責任。

相關文章