Oracle數(shù)據(jù)庫中的鎖機(jī)制研究.doc

Oracle數(shù)據(jù)庫中的鎖機(jī)制研究本文通過對Oracle數(shù)據(jù)庫鎖機(jī)制的研究，首先介紹了Oracle數(shù)據(jù)庫鎖的種類，并描述了實(shí)際應(yīng)用中遇到的與鎖相關(guān)的異常情況，特別對經(jīng)常遇到的由于等待鎖而使事務(wù)被掛起的問題進(jìn)行了定位及解決，并對死鎖這一比較嚴(yán)重的現(xiàn)象，提出了相應(yīng)的解決方法和具體的分析過程。數(shù)據(jù)庫是一個(gè)多用戶使用的共享資源。當(dāng)多個(gè)用戶并發(fā)地存取數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)庫中就會(huì)產(chǎn)生多個(gè)事務(wù)同時(shí)存取同一數(shù)據(jù)的情況。若對并發(fā)操作不加控制就可能會(huì)讀取和存儲(chǔ)不正確的數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)庫的一致性。加鎖是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制的一個(gè)非常重要的技術(shù)。當(dāng)事務(wù)在對某個(gè)數(shù)據(jù)對象進(jìn)行操作前，先向系統(tǒng)發(fā)出請求，對其加鎖。加鎖后事務(wù)就對該數(shù)據(jù)對象有了一定的控制，在該事務(wù)釋放鎖之前，其他的事務(wù)不能對此數(shù)據(jù)對象進(jìn)行更新操作。在數(shù)據(jù)庫中有兩種基本的鎖類型：排它鎖（Exclusive Locks，即X鎖）和共享鎖（Share Locks，即S鎖）。當(dāng)數(shù)據(jù)對象被加上排它鎖時(shí)，其他的事務(wù)不能對它讀取和修改。加了共享鎖的數(shù)據(jù)對象可以被其他事務(wù)讀取，但不能修改。數(shù)據(jù)庫利用這兩種基本的鎖類型來對數(shù)據(jù)庫的事務(wù)進(jìn)行并發(fā)控制。在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)遇到的與鎖相關(guān)的異常情況，如由于等待鎖事務(wù)被掛起、死鎖等現(xiàn)象，如果不能及時(shí)地解決，將嚴(yán)重影響應(yīng)用的正常執(zhí)行，而目前對于該類問題的解決缺乏系統(tǒng)化研究和指導(dǎo)，本文在總結(jié)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的解決方法和具體的分析過程。Oracle數(shù)據(jù)庫的鎖類型根據(jù)保護(hù)的對象不同，Oracle數(shù)據(jù)庫鎖可以分為以下幾大類：DML鎖（data locks，數(shù)據(jù)鎖），用于保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性；DDL鎖（dictionary locks，字典鎖），用于保護(hù)數(shù)據(jù)庫對象的結(jié)構(gòu)，如表、索引等的結(jié)構(gòu)定義；內(nèi)部鎖和閂（internal locks and latches），保護(hù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。DML鎖的目的在于保證并發(fā)情況下的數(shù)據(jù)完整性，本文主要討論DML鎖。在Oracle數(shù)據(jù)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(wù)鎖或行級鎖。當(dāng)Oracle執(zhí)行DML語句時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)在所要操作的表上申請TM類型的鎖。當(dāng)TM鎖獲得后，系統(tǒng)再自動(dòng)申請TX類型的鎖，并將實(shí)際鎖定的數(shù)據(jù)行的鎖標(biāo)志位進(jìn)行置位。這樣在事務(wù)加鎖前檢查TX鎖相容性時(shí)就不用再逐行檢查鎖標(biāo)志，而只需檢查TM鎖模式的相容性即可，大大提高了系統(tǒng)的效率。TM鎖包括了SS、SX、S、X等多種模式，在數(shù)據(jù)庫中用06來表示。不同的SQL操作產(chǎn)生不同類型的TM鎖。如表1所示。在數(shù)據(jù)行上只有X鎖（排他鎖）。在 Oracle數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)一個(gè)事務(wù)首次發(fā)起一個(gè)DML語句時(shí)就獲得一個(gè)TX鎖，該鎖保持到事務(wù)被提交或回滾。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)會(huì)話在表的同一條記錄上執(zhí)行DML語句時(shí)，第一個(gè)會(huì)話在該條記錄上加鎖，其他的會(huì)話處于等待狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)會(huì)話提交后，TX鎖被釋放，其他會(huì)話才可以加鎖。當(dāng)Oracle數(shù)據(jù)庫發(fā)生TX鎖等待時(shí)，如果不及時(shí)處理常常會(huì)引起Oracle數(shù)據(jù)庫掛起，或?qū)е滤梨i的發(fā)生，產(chǎn)生ORA-60的錯(cuò)誤。這些現(xiàn)象都會(huì)對實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生極大的危害，如長時(shí)間未響應(yīng)，大量事務(wù)失敗等。TX鎖等待的分析在介紹了有關(guān)地Oracle數(shù)據(jù)庫鎖的種類后，下面討論如何有效地監(jiān)控和解決鎖等待現(xiàn)象，及在產(chǎn)生死鎖時(shí)如何定位死鎖的原因。監(jiān)控鎖的相關(guān)視圖 數(shù)據(jù)字典是Oracle數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，用戶可以通過查詢數(shù)據(jù)字典視圖來獲得數(shù)據(jù)庫的信息。和鎖相關(guān)的數(shù)據(jù)字典視圖如表2所示。TX鎖等待的監(jiān)控和解決在日常工作中，如果發(fā)現(xiàn)在執(zhí)行某條SQL時(shí)數(shù)據(jù)庫長時(shí)間沒有響應(yīng)，很可能是產(chǎn)生了TX鎖等待的現(xiàn)象。為解決這個(gè)問題，首先應(yīng)該找出持鎖的事務(wù)，然后再進(jìn)行相關(guān)的處理，如提交事務(wù)或強(qiáng)行中斷事務(wù)。死鎖的監(jiān)控和解決在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)會(huì)話請求同一個(gè)資源時(shí)會(huì)產(chǎn)生死鎖的現(xiàn)象。死鎖的常見類型是行級鎖死鎖和頁級鎖死鎖，Oracle數(shù)據(jù)庫中一般使用行級鎖。下面主要討論行級鎖的死鎖現(xiàn)象。當(dāng)Oracle檢測到死鎖產(chǎn)生時(shí)，中斷并回滾死鎖相關(guān)語句的執(zhí)行，報(bào)ORA-00060的錯(cuò)誤并記錄在數(shù)據(jù)庫的日志文件alertSID.log中。同時(shí)在user_dump_dest下產(chǎn)生了一個(gè)跟蹤文件，詳細(xì)描述死鎖的相關(guān)信息。在日常工作中，如果發(fā)現(xiàn)在日志文件中記錄了ora-00060的錯(cuò)誤信息，則表明產(chǎn)生了死鎖。這時(shí)需要找到對應(yīng)的跟蹤文件，根據(jù)跟蹤文件的信息定位產(chǎn)生的原因。如果查詢結(jié)果表明，死鎖是由于bitmap索引引起的，將IND_T_PRODUCT_HIS_STATE索引改為normal索引后，即可解決死鎖的問題。表1 Oracle的TM鎖類型鎖模式鎖描述解釋SQL操作0none1NULL空Select2SS(Row-S)行級共享鎖，其他對象只能查詢這些數(shù)據(jù)行Select for update、Lock for update、Lock row share3SX(Row-X)行級排它鎖，在提交前不允許做DML操作Insert、Update、Delete、Lock row share4S(Share)共享鎖Create index、Lock share5SSX(S/Row-X)共享行級排它鎖Lock share row exclusive6X(Exclusive)排它鎖Alter table、Drop able、Drop index、Truncate table 、Lock exclusive表2 數(shù)據(jù)字典視圖說明視圖名描述主要字段說明v$session查詢會(huì)話的信息和鎖的信息。sid,serial#：表示會(huì)話信息。program：表示會(huì)話的應(yīng)用程序信息。row_wait_obj#：表示等待的對象。和dba_objects中的object_id相對應(yīng)。v$session_wait查詢等待的會(huì)話信息。sid：表示持有鎖的會(huì)話信息。Seconds_in_wait：表示等待持續(xù)的時(shí)間信息Event：表示會(huì)話等待的事件。v$lock列出系統(tǒng)中的所有的鎖。Sid：表示持有鎖的會(huì)話信息。Type：表示鎖的類型。值包括TM和TX等。ID1：表示鎖的對象標(biāo)識。lmode,request：表示會(huì)話等待的鎖模式的信息。用數(shù)字06表示，和表1相對應(yīng)。dba_locks對v$lock的格式化視圖。Session_id：和v$lock中的Sid對應(yīng)。Lock_type：和v$lock中的type對應(yīng)。Lock_ID1： 和v$lock中的ID1對應(yīng)。Mode_held,mode_requested：和v$lock中的lmode,request相對應(yīng)。v$locked_object只包含DML的鎖信息