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Oracle多粒度封锁机制研究(一、研究锁机制的开始和基本篇)

Oracle 多粒度封锁机制研究 1 引言—数据库锁的基本概念 为了确保并发用户在存取同一数据库对象时的正确性(即无丢失修改、可重复读、不读“脏”数据),数据库中引入了锁机制。基本的锁类型有两种:排它锁( Exclusive locks 记为 X 锁)和共享锁( Share l

Oracle 多粒度封锁机制研究

1 引言—数据库锁的基本概念

为了确保并发用户在存取同一数据库对象时的正确性(即无丢失修改、可重复读、不读“脏”数据),数据库中引入了锁机制。基本的锁类型有两种:排它锁( Exclusive locks 记为 X 锁)和共享锁( Share locks 记为 S 锁)。

排它锁 :若事务 T 对数据 D 加 X 锁,则其它任何事务都不能再对 D 加任何类型的锁,直至 T 释放 D 上的 X 锁;一般要求在修改数据前要向该数据加排它锁,所以排它锁又称为 写锁 。

共享锁 :若事务 T 对数据 D 加 S 锁,则其它事务只能对 D 加 S 锁,而不能加 X 锁,直至 T 释放 D 上的 S 锁;一般要求在读取数据前要向该数据加共享锁,所以共享锁又称为 读锁 。

2 Oracle 多粒度封锁机制介绍

根据保护对象的不同, Oracle 数据库锁可以分为以下几大类:

(1) DML lock ( data locks ,数据锁) :用于保护数据的完整性;

(2) DDL lock ( dictionary locks ,字典锁):用于保护数据库对象的结构(例如表、视图、索引的结构定义);

(3) internal locks 和 latches (内部锁与闩):保护内部数据库结构;

(4) distributed locks (分布式锁):用于 OPS (并行服务器)中;

(5) PCM locks (并行高速缓存管理锁):用于 OPS (并行服务器)中。

本文主要讨论 DML (也可称为 data locks ,数据锁)锁。从封锁粒度(封锁对象的大小)的角度看, Oracle DML 锁共有两个层次,即行级锁和表级锁。

2.1 Oracle 的 TX 锁(行级锁、事务锁)

许多对 Oracle 不太了解的技术人员可能会以为每一个 TX 锁代表一条被封锁的数据行,其实不然。 TX 的本义是 Transaction (事务),当一个事务第一次执行数据更改( Insert 、 Update 、 Delete )或使用 SELECT… FOR UPDATE 语句进行查询时,它即获得一个 TX (事务)锁,直至该事务结束(执行 COMMIT 或 ROLLBACK 操作)时,该锁才被释放。所以,一个 TX 锁,可以对应多个被该事务锁定的数据行。

在 Oracle 的每行数据上,都有一个标志位来表示该行数据是否被锁定。 Oracle 不象其它一些 DBMS (数据库管理系统)那样,建立一个链表来维护每一行被加锁的数据,这样就大大减小了行级锁的维护开销,也在很大程度上避免了其它数据库系统使用行级封锁时经常发生的锁数量不够的情况。数据行上的锁标志一旦被置位,就表明该行数据被加 X 锁, Oracle 在数据行上没有 S 锁。

2.2 TM 锁(表级锁)

2.2.1 意向锁的引出

表是由行组成的,当我们向某个表加锁时,一方面需要检查该锁的申请是否与原有的表级锁相容;另一方面,还要检查该锁是否与表中的每一行上的锁相容。比如一个事务要在一个表上加 S 锁,如果表中的一行已被另外的事务加了 X 锁,那么该锁的申请也应被阻塞。如果表中的数据很多,逐行检查锁标志的开销将很大,系统的性能将会受到影响。为了解决这个问题,可以在表级引入新的锁类型来表示其所属行的加锁情况,这就引出了“意向锁”的概念。

意向锁的含义是如果对一个结点加意向锁,则说明该结点的下层结点正在被加锁;对任一结点加锁时,必须先对它的上层结点加意向锁。如:对表中的任一行加锁时,必须先对它所在的表加意向锁,然后再对该行加锁。这样一来,事务对表加锁时,就不再需要检查表中每行记录的锁标志位了,系统效率得以大大提高。

2.2.2 意向锁的类型

由两种基本的锁类型( S 锁、 X 锁),可以自然地派生出两种意向锁:

意向共享锁 ( Intent Share Lock ,简称 IS 锁):如果要对一个数据库对象加 S 锁,首先要对其上级结点加 IS 锁,表示它的后裔结点拟(意向)加 S 锁;

意向排它锁 ( Intent Exclusive Lock ,简称 IX 锁):如果要对一个数据库对象加 X 锁,首先要对其上级结点加 IX 锁,表示它的后裔结点拟(意向)加 X 锁。

另外,基本的锁类型( S 、 X )与意向锁类型( IS 、 IX )之间还可以组合出新的锁类型,理论上可以组合出 4 种,即: S+IS , S+IX , X+IS , X+IX ,但稍加分析不难看出,实际上只有 S+IX 有新的意义,其它三种组合都没有使锁的强度得到提高(即: S+IS=S , X+IS=X , X+IX=X ,这里的“ = ”指锁的强度相同)。所谓锁的强度是指对其它锁的排斥程度。

这样我们又可以引入一种新的锁的类型

共享意向排它锁 ( Shared Intent Exclusive Lock, 简称 SIX 锁) :如果对一个数据库对象加 SIX 锁,表示对它加 S 锁,再加 IX 锁,即 SIX=S+IX 。例如:事务对某个表加 SIX 锁,则表示该事务要读整个表(所以要对该表加 S 锁),同时会更新个别行(所以要对该表加 IX 锁)。

这样数据库对象上所加的锁类型就可能有 5 种:即 S 、 X 、 IS 、 IX 、 SIX 。

具有意向锁的多粒度封锁方法中任意事务 T 要对一个数据库对象加锁,必须先对它的上层结点加意向锁。申请封锁时应按自上而下的次序进行;释放封锁时则应按自下而上的次序进行;具有意向锁的多粒度封锁方法提高了系统的并发度,减少了加锁和解锁的开销。

2.2.3 Oracle 的 TM 锁(表级锁)

Oracle 的 DML 锁(数据锁)正是采用了上面提到的多粒度封锁方法,其行级锁虽然只有一种(即 X 锁),但其 TM 锁(表级锁)类型共有 5 种,分别称为共享锁( S 锁)、排它锁( X 锁)、行级共享锁( RS 锁)、行级排它锁( RX 锁)、共享行级排它锁( SRX 锁),与上面提到的 S 、 X 、 IS 、 IX 、 SIX 相对应。需要注意的是,由于 Oracle 在行级只提供 X 锁,所以与 RS 锁(通过 SELECT … FOR UPDATE 语句获得)对应的行级锁也是 X 锁(但是该行数据实际上还没有被修改),这与理论上的 IS 锁是有区别的。

下表为 Oracle 数据库 TM 锁的相容矩阵( Y=Yes ,表示相容的请求; N=No ,表示不相容的请求; - 表示没有加锁请求):

S

X

RS

RX

SRX

-

S

Y

N

Y

N

N

Y

X

N

N

N

N

N

Y

RS

Y

N

Y

Y

Y

Y

RX

N

N

Y

Y

N

Y

SRX

N

N

Y

N

N

Y

-

Y

Y

Y

Y

Y

Y

表一: Oracle 数据库 TM 锁的相容矩阵

一方面,当 Oracle 执行 SELECT…FOR UPDATE 、 INSERT 、 UPDATE 、 DELETE 等 DML 语句时,系统自动在所要操作的表上申请表级 RS 锁( SELECT…FOR UPDATE )或 RX 锁( INSERT 、 UPDATE 、 DELETE ),当表级锁获得后,系统再自动申请 TX 锁,并将实际锁定的数据行的锁标志位置位(指向该 TX 锁);另一方面,程序或操作人员也可以通过 LOCK TABLE 语句来指定获得某种类型的 TM 锁。下表总结了 Oracle 中各 SQL 语句产生 TM 锁的情况:

SQL 语句

表锁模式

允许的锁模式

Select * from table_name……

RS 、 RX 、 S 、 SRX 、 X

Insert into table_name……

RX

RS 、 RX

Update table_name……

RX

RS 、 RX

Delete from table_name……

RX

RS 、 RX

Select * from table_name for update

RS

RS 、 RX 、 S 、 SRX

lock table table_name in row share mode

RS

RS 、 RX 、 S 、 SRX

lock table table_name in row exclusive mode

RX

RS 、 RX

lock table table_name in share mode

S

RS 、 S

lock table table_name in share row exclusive mode

SRX

RS

lock table table_name in exclusive mode

X

表二: Oracle 数据库 TM 锁小结

我们可以看到,通常的 DML 操作( SELECT…FOR UPDATE 、 INSERT 、 UPDATE 、 DELETE ),在表级获得的只是意向锁( RS 或 RX ),其真正的封锁粒度还是在行级;另外, Oracle 数据库的一个显著特点是,在缺省情况下,单纯地读数据( SELECT )并不加锁, Oracle 通过回滚段( Rollback segment )来保证用户不读“脏”数据。这些都极大地提高了系统的并发程度。

由于意向锁及数据行上锁标志位的引入,极大地减小了 Oracle 维护行级锁的开销,这些技术的应用使 Oracle 能够高效地处理高度并发的事务请求。

3 Oracle 多粒度封锁机制的监控

3.1 系统视图介绍

为了监控 Oracle 系统中锁的状况,我们需要对几个系统视图有所了解:

3.1.1 v$lock 视图

v$lock 视图列出当前系统持有的或正在申请的所有锁的情况,其主要字段说明如下:

字段名称

类型

说明

SID

NUMBER

会话( SESSION )标识;

TYPE

VARCHAR ( 2 )

区分该锁保护对象的类型;

NUMBER

锁标识 1 ;

NUMBER

锁标识 2 ;

LMODE

NUMBER

锁模式: 0 ( None ), 1 ( null ) ,2 ( row share ) , 3 ( row exclusive ) ,4 ( share ) ,5 ( share row exclusive ) ,6 ( exclusive )

REQUEST

NUMBER

申请的锁模式:具体值同上面的 LMODE

CTIME

NUMBER

已持有或等待锁的时间;

BLOCK

NUMBER

是否阻塞其它锁申请;

表三: v$lock 视图主要字段说明

其中在 TYPE 字段的取值中,本文只关心 TM 、 TX 两种 DML 锁类型;

关于 ID1 、 ID2 , TYPE 取值不同其含义也有所不同:

TYPE

TM

被修改表的标识( object_id )

TX

以十进制数值表示该事务所占用的回滚段号与该事务在该回滚段的事务表( Transaction table )中所占用的槽号( slot number ,可理解为记录号)。其组成形式为: 0xRRRRSSSS ( RRRR = RBS number, SSSS = slot ) 。

以十进制数值表示环绕( wrap )次数,即该槽( slot )被重用的次数;

表四: v$lock 视图中 ID1 与 ID2 字段取值说明

3.1.2 v$locked_object 视图

v$locked_object 视图列出当前系统中哪些对象正被锁定,其主要字段说明如下:

字段名称

类型

说明

XIDUSN

NUMBER

回滚段号;

XIDSLOT

NUMBER

槽号;

XIDSQN

NUMBER

序列号;

OBJECT_ID

NUMBER

被锁对象标识;

SESSION_ID

NUMBER

持有锁的会话( SESSION )标识;

ORACLE_USERNAME

VARCHAR2 ( 30 )

持有该锁的用户的 Oracle 用户名;

OS_USER_NAME

VARCHAR2 ( 15 )

持有该锁的用户的操作系统用户名;

PROCESS

VARCHAR2 ( 9 )

操作系统的进程号;

LOCKED_MODE

NUMBER

锁模式,取值同表三中的 LMODE ;

表五: v$locked_object 视图字段说明

3.2 监控脚本

根据上述系统视图,可以编制脚本来监控数据库中锁的状况。

3.2.1 showlock.sql

第一个脚本 showlock.sql ,该脚本通过连接 v$locked_object 与 all_objects 两视图,显示哪些对象被哪些会话锁住:

/* showlock.sql */

select rpad(oracle_username,10) o_name,session_id sid,

decode(locked_mode,0,'None',1,'Null',2,'Row share',

3,'Row Exclusive',4,'Share',5,'Share Row Exclusive',6,'Exclusive') lock_type,

object_name ,xidusn,xidslot,xidsqn

from v$locked_object,all_objects

where v$locked_object.object_id=all_objects.object_id;

3.2.2 showalllock.sql

第二个脚本 showalllock.sql ,该脚本主要显示当前所有 TM 、 TX 锁的信息;

/* showalllock.sql */

select sid,type,id1,id2,

decode(lmode,0,'None',1,'Null',2,'Row share',

3,'Row Exclusive',4,'Share',5,'Share Row Exclusive',6,'Exclusive')

lock_type,request,ctime,block

from v$lock

where TYPE IN('TX','TM');

4 Oracle 多粒度封锁机制示例

以下示例均运行在 Oracle 8.1.7 上,数据库版本不同,其 输出结果也可能有所不同。首先建立 3 个会话,其中两个(以下用 SESS#1 、 SESS#2 表示)以 SCOTT 用户连入数据库,以操作 Oracle 提供的示例表( DEPT 、 EMP );另一个(以下用 SESS#3 表示)以 SYS 用户连入数据库,用于监控;

4.1 操作同一行数据引发的锁阻塞

SESS#1 :

SQL> select * from dept for update;

DEPTNO DNAME LOC

---------- -------------- -------------

SESS#3 :

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

如第一个脚本 showlock 所示,执行完 SELECT…FOR UPDATE 语句后, SESS#1 ( SID 为 17 )在 DEPT 表上获得 Row share 锁;如第二个脚本 showalllock 所示, SESS#1 获得的 TX 锁为 Exclusive ,这些都验证了上面的理论分析。另外,我们可以将 TX 锁的 ID1 按如下方法进行分解:

SQL> select trunc(524290/65536) xidusn,mod(524290,65536) xidslot from dual;

XIDUSN XIDSLOT

------ -------

分解结果与第一个脚本直接查出来的 XIDUSN 与 XIDSLOT 相同,而 TX 锁的 ID2 ( 5861 )与 XIDSQN 相同,可见当 LOCK TYPE 为 TX 时, ID1 实际上是该事务所占用的回滚段段号与事务表中的槽( SLOT )号的组合, ID2 即为该槽被重用的次数,而这三个值实际上可以唯一地标识一个事务,即 TRANSACTION ID ,这三个值从系统表 v$transaction 中也可查到。

另外, DEPT 表中有 4 条记录被锁定,但 TX 锁只有 1 个,这也与上面的理论分析一致。继续进行操作:

SESS#2 :

SQL> update dept set loc=loc where deptno=20;

该更新语句被阻塞,此时再查看系统的锁情况:

SESS#3:

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

在 DEPT 表上除了 SESS#1 ( SID 为 17 )持有 Row share 锁外,又增加了 SESS#2 ( SID 为 19 )持有的 Row Exclusive 锁,但还没有为 SESS#2 分配回滚段( XIDUSN 、 XIDSLOT 、 XIDSQN 的值均为 0 );而从第二个脚本看到, SESS#2 的 TX 锁的 LOCK_TYPE 为 None ,其申请的锁类型( REQUEST )为 6 (即 Exclusive ),而其 ID1 、 ID2 的值与 SESS#1 所持有的 TX 锁的 ID1 、 ID2 相同, SESS#1 的 TX 锁的阻塞域( BLOCK )为 1 ,这就说明了由于 SESS#1 持有的 TX 锁,阻塞了 SESS#2 的更新操作( SESS#2 所更新的行与 SESS#1 所锁定的行相冲突)。还可以看出, SESS#2 先申请表级的 TM 锁,后申请行(事务)级的 TX 锁,这也与前面的理论分析一致。

下面,将 SESS#1 的事务进行回滚,解除对 SESS#2 的阻塞,再对系统进行监控。

SESS#3:

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

可以看到, SESS#1 的事务所持有的锁已经释放,系统为 SESS#2 的事务分配了回滚段,而其 TX 锁也已经获得,并且 ID1 、 ID2 是其真正的 Transaction ID 。再将会话 2 的事务进行回滚。

SESS#2:

SQL> rollback;

Rollback complete.

检查系统锁的情况:

SESS#3:

SQL> @showlock

no rows selected

SQL> @showalllock

no rows selected

可以看到,TM与TX锁已全部被释放。

4.2 实体(即本表)完整性引发的锁阻塞(带有主键约束的)

DEPT (部门)表有如下字段 DEPTNO (部门编号), DNAME (部门名称), LOC (部门位置);其中 DEPTNO 列为主键。

SQL> INSERT INTO DEPT(DEPTNO) VALUES(50);

1 row created.

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

向 DEPT 表中插入一条 DEPTNO 为 50 的记录后, SESS#1 ( SID 为 7 )在 DEPT 表上获得 Row Exclusive 锁,并且由于进行了数据插入,该事务被分配了回滚段,获得 TX 锁。

INSERT INTO DEPT(DEPTNO) VALUES(50);

这时, SESS#2 ( SID 为 8 )也向 DEPT 表中插入一条 DEPTNO 为 50 的记录,该语句被阻塞,检查锁情况:

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

SESS#2 在 DEPT 表上也获得了 Row Exclusive 锁,同样也获得了回滚段的分配,得到 TX 锁,但是由于其插入的记录与 SESS#1 插入的记录的 DEPTNO 均为 50 ,该语句成功与否取决于 SESS#1 的事务是提交还是回滚,所以 SESS#2 被阻塞,表现为 SESS#2 以 Share 方式( REQUEST=4 )等待 SESS#1 所持有的 TX 锁的释放。

这时,如果SESS#1进行回滚:

SQL> ROLLBACK;

Rollback complete.

1 row created.

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

SESS#2 的阻塞将被解除, SESS#2 只持有原先已有的 TM 与 TX 锁,其等待的 TX 锁(由 SESS#1 持有)也消失了。

如果 SESS#1 提交而不是回滚,在 SESS#2 上将会出现如下提示:

ERROR at line 1:

ORA-00001: unique constraint (SCOTT.PK_DEPT) violated错误。

即发生主键冲突, SESS#1 与 SESS#2 的所有锁资源均被释放。

4.3 参照(参照谁,当然是另一个表)完整性引发的锁阻塞

EMP (员工)表有如下字段: EMPNO (员工编号), ENAME (员工姓名), DEPTNO (员工所在部门编号),其中 DEPTNO 列为外键,其父表为 DEPT 。

SQL> insert into dept(deptno) values(60);

1 row created.

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

SESS#1 ( SID 为 7 )在 DEPT 表中先插入一条 DEPTNO 为 60 的记录, SESS#1 获得了 DEPT 表上的 Row Exclusive 锁,及一个 TX 锁。

insert into emp(empno,deptno) values(2000,60);

被阻塞

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

SESS#2 ( SID 为 8 )向 EMP 表中出入一条新记录,该记录 DEPT 值为 60 (即 SESS#1 刚插入,但还未提交的记录的 DEPTNO 值), SESS#2 获得了 EMP 表上的 Row Exclusive 锁,另外由于插入记录,还分配了回滚段及一个 TX 锁,但由于 SESS#2 的插入语句是否成功取决于 SESS#1 的事务是否进行提交,所以它被阻塞,表现为 SESS#2 以 Share ( REQUEST=4 )方式等待 SESS#1 释放其持有的 TX 锁。这时 SESS#1 如果提交, SESS#2 的插入也将执行成功,而如果 SESS#1 回滚,由于不符合参照完整性, SESS#2 将报错:

insert into emp(empno,deptno) values(2000,60)

*

ERROR at line 1:

ORA-02291: integrity constraint (SCOTT.FK_DEPTNO) violated - parent key not

Found

SESS#2持有的锁也被全部释放。

4.4 外键未加索引引发的锁阻塞

EMP 表上的 DEPTNO 列为外键,但没有在该列上建索引。

SQL> delete emp where 0=1;

0 rows deleted.

SESS#3:

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

首先 SESS#1 ( SID 为 7 )做了一个删除操作,但由于条件( 0=1 )为永假,所以实际上并没有一行被删除,从监控脚本可以看出 SESS#1 在 EMP 表上获得 Row Exclusive 锁,但由于没有实际的行被删除, 所以并没有 TX 锁,也没有为 SESS#1 分配回滚段。(任何DML操作都会产生TM锁加到表上,但是不一定会产生TX锁。例如,事务开始第一个DML操作操作的数据行是不存在的时候,就不会产生TX锁。)

SESS#2 :

SQL> delete dept where 0=1;

该语句虽然也不会删除实际数据,但却被阻塞,查看系统的锁情况:

SESS#3:

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

SESS#2 申请在 EMP 表上加 SHARE 锁( REQUEST=4 ),但该申请被 SESS#1 阻塞,因为 SESS#1 已经在 EMP 表上获得了 Row Exclusive 锁,与 SHARE 锁不相容。

下面我们对 SESS#1 进行回滚后,再进行监控。

SESS#3:

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

SESS#2 在 EMP 表上获得 Share 锁后,又在 DEPT 表上获得 Row Exclusive 锁,由于没有实际的行被修改, SESS#2 并没有获得 TX 锁。

在 Oracle8 中,如果子表的外键上没有加索引,当在父表上删除记录时,会先在子表上申请获得 Share 锁,之后再在父表上申请 Row Exclusive 锁。由于表级 Share 锁的封锁粒度较大,所以容易引起阻塞,从而造成性能问题。

当在外键上建立索引后,在父表上删除数据将不再对子表上加 Share 锁,如下所示:

SESS#1:

SQL> create index i_emp_deptno on emp(deptno);

Index created.

SQL> delete dept where 0=1;

0 rows deleted.

SQL>

SQL> @showlock

O_NAME SID LOCK_TYPE OBJECT_NAME XIDUSN XIDSLOT XIDSQN

---------- ----- --------------- --------------- ------ ------- ------

SQL> @showalllock

SID TY ID1 ID2 LOCK_TYPE REQUEST CTIME BLOCK

----- -- ---------- ---------- --------------- ---------- ---------- ----------

可以看到,在 EMP 表 DEPTNO 列上建立索引后,在 DEPT 表上执行 DELETE 操作,不再要求在 EMP 表上加 Share 锁,只是在 DEPT 表上加 Row Exclusive 锁,封锁的粒度减小,引起阻塞的可能性也减小。

注释: 在DML所涉及的数据行(不一定是它直接操作的数据行,如4.3的例子中 insert into emp(empno,deptno) values(2000,60); 时涉及到表dept中 deptno=60行(由 insert into dept(deptno) values(60);插入,还未提交,所以该行上还有加行级锁),而由于该行 还未提交,所以该行上还有加行级锁 ) 上还有加行级锁 时, DML 操作会根据 所涉及的数据行 是否有带约束及索引之类的,来产生不同模式的TM锁(例如,4.4),产生不同模式的TX锁给已经给该数据行加行级锁的事务(例如,4.1,4.2,4.3).

在DML所涉及的数据行 上都还有加行级锁 时, DML 操作会产生默认模式的锁,即TM锁的锁模式根据本文 表二: Oracle 数据库 TM 锁小结 产生,而TX锁默认锁模式都是X锁。

事务中的每个DML操作在其真正操作一个数据行之前,先要从表级锁,事务锁,到行级锁,一步步加锁,并判断与原来加在如表上的锁是否兼容,兼容则往下继续加;不兼容,则该DML操作被阻塞。只有加到行级锁后,该DML操作

才能实际操作(修改)该数据行。

5 Oracle 多粒度封锁机制总结

Oracle 通过具有意向锁的多粒度封锁机制进行并发控制,保证数据的一致性。其 DML 锁(数据锁)分为两个层次(粒度):即表级和行级。通常的 DML 操作在表级获得的只是意向锁( RS 或 RX ),其真正的封锁粒度还是在行级;另外,在 Oracle 数据库中,单纯地读数据( SELECT )并不加锁,这些都极大地提高了系统的并发程度。

在支持高并发度的同时, Oracle 利用意向锁及数据行上加锁标志位等设计技巧,减小了 Oracle 维护行级锁的开销,使其在数据库并发控制方面有着明显的优势。

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