oracle-数据库的各种-锁-详解

• oracle-数据库的各种-锁-详解
  • 简介
  • 分类
    • 按用户和系统分可以分为自动锁和显示锁
      • 自动锁（ Automatic Locks）
      • 显示锁（ Manual Data Locks）
    • 按锁级别分可以分为排它锁和共享锁
      • 排他锁（exclusive lock，即X锁）
      • 共享锁（share lock，即S锁）
    • 按操作分可以分为DML锁、DLL锁和System Locks
      • DML锁
      • TM 锁（表级锁）
      • TX 锁（ 事务锁或行级锁）

简介

数据库是一个多用户使用的共享资源。当多个用户并发地存取数据时，在数据库中就会产生多个事务同时存取同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会读取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。

如果是单用户的系统，那完全没有必要这个锁，就是因为有多用户并发操作，我们为了确保资源的安全性（也就是Oracle的数据完整性和一致性）才引申出这个锁出来。Oracle 利用其锁机制来实现事务间的数据并发访问及数据一致性。

加锁是实现数据库并发控制的一个非常重要的技术。当事务在对某个数据对象进行操作前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务就对该数据对象有了一定的控制，在该事务释放锁之前，其他的事务不能对此数据对象进行更新操作。

Oracle的锁机制是一种轻量级的锁定机制，不是通过构建锁列表来进行数据的锁定管理，而是直接将锁作为数据块的属性，存储在数据块首部。

在 Oracle 数据库中，它并不是对某个表加上锁或者某几行加上锁， 锁是以数据块的一个属性存在的。 也就是说， 每个数据块本身就存储着自己数据块中数据的信息，这个地方叫 ITL（ Interested Transaction List）， 凡是在这个数据块上有活动的事务，它的信息就会记录在这里面供后续的操作查询，一保证事务的一致性。

在oracle数据库中，不存在真正意义上属于某个对象或数据的锁。oracle锁的信息是数据块的一个物理属性，而不是逻辑上属于某个表或某个行。

分类

按用户和系统分可以分为自动锁和显示锁

自动锁（ Automatic Locks）

当进行一项数据库操作时，缺省情况下，系统自动为此数据库操作获得所有有必要的锁。
自动锁分为三种：

• DML 锁
• DDL 锁
• systemlocks。

显示锁（ Manual Data Locks）

某些情况下，需要用户显示的锁定数据库操作要用到的数据，才能使数据库操作执行得更好，显示锁是用户为数据库对象设定的。

按锁级别分可以分为排它锁和共享锁

排他锁（exclusive lock，即X锁）和共享锁（share lock，即S锁）

排他锁（exclusive lock，即X锁）

事务设置排它锁后，该事务单独获得此资源，另一事务不能在此事务提交之前获得相同对象的共享锁或排它锁。

共享锁（share lock，即S锁）

共享锁使一个事务对特定数据库资源进行共享访问——另一事务也可对此资源进行访问或获得相同共享锁。
共享锁为事务提供高并发性，但如拙劣的事务设计+共享锁容易造成死锁或数据更新丢失。

按操作分可以分为DML锁、DLL锁和System Locks

DML锁

DML 锁用于控制并发事务中的数据操纵，保证数据的一致性和完整性。
DML锁主要用于保护并发情况下的数据完整性。
DML 语句能够自动地获得所需的表级锁（TM）与行级（事务）锁（TX）。

它又分为：
（ 1） TM 锁（表级锁）
（ 2） TX 锁（ 事务锁或行级锁）

当 Oracle 执行 DML 语句时，系统自动在所要操作的表上申请 TM 类型的锁。当 TM 锁获得后，系统再自动申请 TX 类型的锁，并将实际锁定的数据行的锁标志位进行置位。
这样在事务加锁前检查 TX锁相容性时就不用再逐行检查锁标志，而只需检查 TM 锁模式的相容性即可，大大提高了系统的效率。

在数据行上只有 X 锁（排他锁）。
在 Oracle 数据库中，当一个事务首次发起一个 DML 语句时就获得一个 TX 锁，该锁保持到事务被提交或回滚。当两个或多个会话在表的同一条记录上执行 DML 语句时，第一个会话在该条记录上加锁，其他的会话处于等待状态。当第一个会话提交后， TX 锁被释放，其他会话才可以加锁。

当 Oracle 数据库发生 TX 锁等待时，如果不及时处理常常会引起 Oracle 数据库挂起，或导致死锁的发生，产生ORA-600 的错误。这些现象都会对实际应用产生极大的危害，如长时间未响应，大量事务失败等。

DML 锁有如下三种加锁方式：

• 共享锁方式（ SHARE）
• 独占锁方式（ EXCLUSIVE）
• 共享更新锁（ SHARE UPDATE）
  其中：
  SHARE， EXCLUSIVE 用于 TM 锁（表级锁）
  SHARE UPDATE 用于 TX 锁（ 行级锁）

TM 锁（表级锁）

TM 锁用于确保在修改表的内容时，表的结构不会改变，例如防止在 DML 语句执行期间相关的表被移除。当用户对表执行 DDL 或 DML 操作时，将获取一个此表的表级锁。

当事务获得行锁后，此事务也将自动获得该行的表锁(共享锁),以防止其它事务进行 DDL 语句影响记录行的更新。

事务也可以在进行过程中获得共享锁或排它锁，只有当事务显示使用 LOCK TABLE 语句显示的定义一个排它锁时，事务才会获得表上的排它锁,也可使用 LOCK TABLE 显示的定义一个表级的共享锁。

TM 锁包括了 SS、 SX、 S、 X 等多种模式，在数据库中用 0－6 来表示。不同的 SQL 操作产生不同类型的 TM 锁.

TM 锁类型表

TX 锁（ 事务锁或行级锁）

当事务执行数据库插入、更新、删除操作时，该事务自动获得操作表中操作行的排它锁。

事务发起第一个修改时会得到TX 锁（事务锁），而且会一直持有这个锁，直至事务执行提交（COMMIT）或回滚（ROLLBACK）。

对用户的数据操纵， Oracle 可以自动为操纵的数据进行加锁，但如果有操纵授权，则为满足并发操纵的需要另外实施加锁。

DML 锁可由一个用户进程以显式的方式加锁，也可通过某些 SQL 语句隐含方式实现。 这部分属于 Manual Data Locks。

原理：
一个事务要修改块中的数据，必须获得该块中的一个itl，通过itl和undo segment header中的transaction table，可以知道事务是否处于活动阶段。事务在修改块时（其实就是在修改行）会检查行中row header中的标志位，如果该标志位为0（该行没有被活动的事务锁住），就把该标志位修改为事务在该块获得的itl的序号，这样当前事务就获得了对记录的锁定，然后就可以修改行数据了，这也就是oracle行锁实现的原理。

共享方式的表级锁（ Share）
共享方式的表级锁是对表中的所有数据进行加锁，该锁用于保护查询数据的一致性，防止其它用户对已加锁的表进行更新。

其它用户只能对该表再施加共享方式的锁，而不能再对该表施加独占方式的锁，共享更新锁可以再施加，但不允许持有共享更新封锁的进程做更新。

共享该表的所有用户只能查询表中的数据，但不能更新。

共享方式的表级锁只能由用户用 SQL 语句来设置.

语句格式如下：

LOCK TABLE <表名>[,<表名>]... IN SHARE MODE [NOWAIT]

执行该语句，对一个或多个表施加共享方式的表封锁。
当指定了选择项NOWAIT，若该锁暂时不能施加成功，则返回并由用户决定是进行等待，还是先去执行别的语句。
持有共享锁的事务，在出现如下之一的条件时，便释放其共享锁：

A、执行 COMMIT 或 ROLLBACK 语句。
B、退出数据库（ LOG OFF）。
C、程序停止运行。

共享方式表级锁常用于一致性查询过程，即在查询数据期间表中的数据不发生改变。