介绍了Oracle数据库锁的种类及研究

介绍了Oracle数据库锁的种类及研究

　 作者：佚名

本文通过对Oracle数据库锁机制的研究，首先介绍了Oracle数据库锁的种类，并描述了实际应用中遇到的与锁相关的异常情况，特别对经常遇到的由于等待锁而使事务被挂起的问题进行了定位及解决，并对死锁这一比较严重的现象，提出了相应的解决方法和具体的分析过程。

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。

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。

在数据库中有两种基本的锁类型：排它锁（Exclusive Locks，即X锁）和共享锁（Share Locks，即S锁）。当数据对象被加上排它锁时，其他的事务不能对它读取和修改。加了共享锁的数据对象可以被其他事务读取，但不能修改。数据库利用这两种基本的锁类型来对数据库的事务进行并发控制。

在实际应用中经常会遇到的与锁相关的异常情况，如由于等待锁事务被挂起、死锁等现象，如果不能及时地解决，将严重影响应用的正常执行，而目前对于该类问题的解决缺乏系统化研究和指导，本文在总结实际经验的基础上，提出了相应的解决方法和具体的分析过程。

Oracle数据库的锁类型

根据保护的对象不同，Oracle数据库锁可以分为以下几大类：DML锁（data locks，数据锁），用于保护数据的完整性；DDL锁（dictionary locks，字典锁），用于保护数据库对象的结构，如表、索引等的结构定义；内部锁和闩（internal locks and latches），保护数据库的内部结构。

DML锁的目的在于保证并发情况下的数据完整性，本文主要讨论DML锁。在Oracle数据库中，DML锁主要包括TM锁和TX锁，其中TM锁称为表级锁，TX锁称为事务锁或行级锁。

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。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。如表1所示。

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-60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。

TX锁等待的分析

在介绍了有关地Oracle数据库锁的种类后，下面讨论如何有效地监控和解决锁等待现象，及在产生死锁时如何定位死锁的原因。

监控锁的相关视图 数据字典是Oracle数据库的重要组成部分，用户可以通过查询数据字典视图来获得数据库的信息。和锁相关的数据字典视图如表2所示。

TX锁等待的监控和解决在日常工作中，如果发现在执行某条SQL时数据库长时间没有响应，很可能是产生了TX锁等待的现象。为解决这个问题，首先应该找出持锁的事务，然后再进行相关的处理，如提交事务或强行中断事务。

死锁的监控和解决在数据库中，当两个或多个会话请求同一个资源时会产生死锁的现象。死锁的常见类型是行级锁死锁和页级锁死锁，Oracle数据库中一般使用行级锁。下面主要讨论行级锁的死锁现象。

当Oracle检测到死锁产生时，中断并回滚死锁相关语句的执行，报ORA-00060的错误并记录在数据库的日志文件alertSID.log中。同时在user_dump_dest下产生了一个跟踪文件，详细描述死锁的相关信息。

在日常工作中，如果发现在日志文件中记录了ora-00060的错误信息，则表明产生了死锁。这时需要找到对应的跟踪文件，根据跟踪文件的信息定位产生的原因。

如果查询结果表明，死锁是由于bitmap索引引起的，将IND_T_PRODUCT_HIS_STATE索引改为normal索引后，即可解决死锁的问题。

表1 Oracle的TM锁类型
锁模式	锁描述	解释	SQL操作
0	none
1	NULL	空	Select
2	SS(Row-S)	行级共享锁，其他对象只能查询这些数据行	Select for update、Lock for update、Lock row share
3	SX(Row-X)	行级排它锁，在提交前不允许做DML操作	Insert、Update、Delete、Lock row share
4	S(Share)	共享锁	Create index、Lock share
5	SSX(S/Row-X)	共享行级排它锁	Lock share row exclusive
6	X(Exclusive)	排它锁	Alter table、Drop able、Drop index、Truncate table 、Lock exclusive

 

表2 数据字典视图说明
视图名	描述	主要字段说明
v$session	查询会话的信息和锁的信息。	sid,serial#：表示会话信息。 program：表示会话的应用程序信息。 row_wait_obj#：表示等待的对象。 和dba_objects中的object_id相对应。
v$session_wait	查询等待的会话信息。	sid：表示持有锁的会话信息。 Seconds_in_wait：表示等待持续的时间信息 Event：表示会话等待的事件。
v$lock	列出系统中的所有的锁。	Sid：表示持有锁的会话信息。 Type：表示锁的类型。值包括TM和TX等。 ID1：表示锁的对象标识。 lmode,request：表示会话等待的锁模式的信 息。用数字0－6表示，和表1相对应。
dba_locks	对v$lock的格式化视图。	Session_id：和v$lock中的Sid对应。 Lock_type：和v$lock中的type对应。 Lock_ID1： 和v$lock中的ID1对应。 Mode_held,mode_requested：和v$lock中 的lmode,request相对应。
v$locked_object	只包含DML的锁信息，包括回滚段和会话信息。	Xidusn,xidslot,xidsqn：表示回滚段信息。和 v$transaction相关联。 Object_id：表示被锁对象标识。 Session_id：表示持有锁的会话信息。 Locked_mode：表示会话等待的锁模式的信 息，和v$lock中的lmode一致。

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ORACLE 锁机制原理概述时间编辑:麦田守望者 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。

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。

在数据库中有两种基本的锁类型：排它锁（Exclusive Locks，即X锁）和共享锁（Share Locks，即S锁）。当数据对象被加上排它锁时，其他的事务不能对它读取和修改。加了共享锁的数据对象可以被其他事务读取，但不能修改。数据库利用这两种基本的锁类型来对数据库的事务进行并发控制。

Oracle数据库的锁类型

根据保护的对象不同，Oracle数据库锁可以分为以下几大类：DML锁（data locks，数据锁），用于保护数据的完整性；DDL锁（dictionary locks，字典锁），用于保护数据库对象的结构，如表、索引等的结构定义；内部锁和闩（internal locks and latches），保护 数据库的内部结构。

DML锁的目的在于保证并发情况下的数据完整性，。在Oracle数据库中，DML锁主要包括TM锁和TX锁，其中TM锁称为表级锁，TX锁称为事务锁或行级锁。

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。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。

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-60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。

悲观封锁和乐观封锁
一、悲观封锁
锁在用户修改之前就发挥作用：
Select ..for update（nowait)
Select * from tab1 for update
用户发出这条命令之后，oracle将会对返回集中的数据建立行级封锁，以防止其他用户的修改。
如果此时其他用户对上面返回结果集的数据进行dml或ddl操作都会返回一个错误信息或发生阻塞。
1：对返回结果集进行update或delete操作会发生阻塞。
2：对该表进行ddl操作将会报：Ora-00054:resource busy and acquire with nowait specified.

原因分析
此时Oracle已经对返回的结果集上加了排它的行级锁，所有其他对这些数据进行的修改或删除操作都必须等待这个锁的释放，产生的外在现象就是其他的操作将发生阻塞，这个这个操作commit或rollback.
同样这个查询的事务将会对该表加表级锁，不允许对该表的任何ddl操作，否则将会报出ora-00054错误：:resource busy and acquire with nowait specified.

二、乐观封锁
乐观的认为数据在select出来到update进取并提交的这段时间数据不会被更改。这里面有一种潜在的危险就是由于被选出的结果集并没有被锁定，是存在一种可能被其他用户更改的可能。因此Oracle仍然建议是用悲观封锁，因为这样会更安全。

阻塞

定义：
当一个会话保持另一个会话正在请求的资源上的锁定时，就会发生阻塞。被阻塞的会话将一直挂起，直到持有锁的会话放弃锁定的资源为止。4个常见的dml语句会产生阻塞
INSERT
UPDATE
DELETE
SELECT…FOR UPDATE

INSERT

Insert发生阻塞的唯一情况就是用户拥有一个建有主键约束的表。当2个的会话同时试图向表中插入相同的数据时，其中的一个会话将被阻塞，直到另外一个会话提交或会滚。一个会话提交时，另一个会话将收到主键重复的错误。回滚时，被阻塞的会话将继续执行。

UPDATE 和DELETE当执行Update和delete操作的数据行已经被另外的会话锁定时，将会发生阻塞，直到另一个会话提交或会滚。

Select …for update

当一个用户发出select..for update的错作准备对返回的结果集进行修改时，如果结果集已经被另一个会话锁定，就是发生阻塞。需要等另一个会话结束之后才可继续执行。可以通过发出 select… for update nowait的语句来避免发生阻塞，如果资源已经被另一个会话锁定，则会返回以下错误：Ora-00054:resource busy and acquire with nowait specified.

 

死锁-deadlock

定义:当两个用户希望持有对方的资源时就会发生死锁.
即两个用户互相等待对方释放资源时,oracle认定为产生了死锁,在这种情况下,将以牺牲一个用户作为代价,另一个用户继续执行,牺牲的用户的事务将回滚.
例子：
1：用户1对A表进行Update，没有提交。
2：用户2对B表进行Update，没有提交。
此时双反不存在资源共享的问题。
3：如果用户2此时对A表作update,则会发生阻塞，需要等到用户一的事物结束。
4：如果此时用户1又对B表作update，则产生死锁。此时Oracle会选择其中一个用户进行会滚，使另一个用户继续执行操作。
起因:
Oracle的死锁问题实际上很少见，如果发生，基本上都是不正确的程序设计造成的，经过调整后，基本上都会避免死锁的发生。

DML锁分类表

表1Oracle的TM锁类型
锁模式 锁描述 解释 SQL操作
0 none
1 NULL 空 Select
2 SS(Row-S) 行级共享锁，其他对象
只能查询这些数据行 Select for update、Lock for

update、Lock row share

3 SX(Row-X) 行级排它锁，
在提交前不允许做DML操作 Insert、Update、
Delete、Lock row share

4 S(Share) 共享锁 Create index、Lock share
5 SSX(S/Row-X) 共享行级排它锁 Lock share row exclusive
6 X(Exclusive) 排它锁 Alter table、Drop able、Drop index、Truncate table 、Lock exclusive

oracle 锁问题的解决

可以用Spotlight软件对数据库的运行状态进行监控。

当出现session锁时，我们要及时进行处理.

1. 查看哪些session锁:
SQL语句：select 'alter system kill session '''||sid||','||serial#||''';' from v$session where sid in (select sid from v$lock where block = 1);

SQL> select 'alter system kill session '''||sid||','||serial#||''';' from v$session where sid in (select sid from v$lock where block = 1);
'ALTERSYSTEMKILLSESSION'''||SID||','||SERIAL#||''';'
--------------------------------------------------------------------------------
alter system kill session '132,731';
alter system kill session '275,15205';
alter system kill session '308,206';
alter system kill session '407,3510';

2. 查看session锁.
sql语句：select s.sid, q.sql_text from v$sqltext q, v$session s
where q.address = s.sql_address
and s.sid = &sid
order by piece;

SQL> select s.sid,q.sql_text from v$sqltext q, v$session s where q.address = s.sql_address and s.sid in (select sid from v$lock where block = 1) order by piece;
SID SQL_TEXT
---------- ----------------------------------------------------------------
77 UPDATE PROFILE_USER SET ID=1,COMPANY_ID=2,CUSTOMER_ID=3,NAMED
77 _INSURED_ID=4,LOGIN=5,ROLE_ID=6,PASSWORD=7,EMAIL=8,TIME_ZON
77 E=9 WHERE PROFILE_USER.ID=:34
3 rows selected.

3. kill锁的进程.
SQL语句：alter system kill session '77,22198';

SQL> alter system kill session '391,48398';
System altered.

4. 查看谁锁了谁。
select s1.username || [email='@']'@'[/email] || s1.machine
|| ' ( SID=' || s1.sid || ' ) is blocking '
|| s2.username || [email='@']'@'[/email] || s2.machine || ' ( SID=' || s2.sid || ' ) ' AS blocking_status
from v$lock l1, v$session s1, v$lock l2, v$session s2
where s1.sid=l1.sid and s2.sid=l2.sid
and l1.BLOCK=1 and l2.request > 0
and l1.id1 = l2.id1
and l2.id2 = l2.id2 ;

注：
> ： 重定向输出，将文件的标准输出重新定向输出到文件，或将数据文件作为另一程序的标准输入内容。
| ：UNIX管道：将一文件的输出作为另一文件的输入.

在执行SQL语句试：alter system kill session '391,48398'(sid为391); 应当注意对于sid在100以下的应当谨慎，可能该进程对应某个application，如对应某个事务,可以kill.

(责任编辑：麦田守望者)

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