Oracle資料庫中的鎖機制研究

本文通過對oracle資料庫鎖機制的研究，首先介紹了oracle資料庫鎖的種類，並描述了實際應用中遇到的與鎖相關的異常情況，特別對經常遇到的由於等待鎖而使事務被掛起的問題進行了定位及解決，並對死鎖這一比較嚴重的現象，提出了相應的解決方法和具體的分析過程。

資料庫是乙個多使用者使用的共享資源。當多個使用者併發地訪問資料時，在資料庫中就會產生多個事務同時訪問同一資料的情況。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乙個非常重要的技術。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。加鎖後事務就對該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。

在實際應用中經常會遇到的與鎖相關的異常情況，如由於等待鎖事務被掛起、死鎖等現象，如果不能及時地解決，將嚴重影響應用的正常執行，而目前對於該類問題的解決缺乏系統化研究和指導，本文在總結實際經驗的基礎上，提出了相應的解決方法和具體的分析過程。

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，本文主要討論dml鎖。在oracle資料庫中，dml鎖主要包括tm鎖和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鎖包括了ss、sx、s、x等多種模式，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。如表1所示。

在資料行上只有x鎖（排他鎖）。在 oracle資料庫中，當乙個事務首次發起乙個dml語句時就獲得乙個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，第乙個會話在該條記錄上加鎖，其他的會話處於等待狀態。當第乙個會話提交後，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。

tx鎖等待的分析

在介紹了有關地oracle資料庫鎖的種類後，下面討論如何有效地監控和解決鎖等待現象，及在產生死鎖時如何定位死鎖的原因。

監控鎖的相關檢視資料字典是oracle資料庫的重要組成部分，使用者可以通過查詢資料字典檢視來獲得資料庫的資訊。和鎖相關的資料字典檢視如表2所示。

tx鎖等待的監控和解決在日常工作中，如果發現在執行某條sql時資料庫長時間沒有響應，很可能是產生了tx鎖等待的現象。為解決這個問題，首先應該找出持鎖的事務，然後再進行相關的處理，如提交事務或強行中斷事務。

死鎖的監控和解決在資料庫中，當兩個或多個會話請求同乙個資源時會產生死鎖的現象。死鎖的常見型別是行級鎖死鎖和頁級鎖死鎖，oracle資料庫中一般使用行級鎖。下面主要討論行級鎖的死鎖現象。

當oracle檢測到死鎖產生時，中斷並回滾死鎖相關語句的執行，報ora-00060的錯誤並記錄在資料庫的日誌檔案alertsid.log中。同時在user_dump_dest下產生了乙個跟蹤檔案，詳細描述死鎖的相關資訊。

在日常工作中，如果發現在日誌檔案中記錄了ora-00060的錯誤資訊，則表明產生了死鎖。這時需要找到對應的跟蹤檔案，根據跟蹤檔案的資訊定位產生的原因。

如果查詢結果表明，死鎖是由於bitmap索引引起的，將ind_t_product_his_state索引改為normal索引後，即可解決死鎖的問題。

表1 oracle的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

表2 資料字典檢視說明

檢視名描述主要字段說明

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。

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