Oracle数据完整性和锁机制

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Oracle数据完整性和锁机制

本课内容属于Oracle高级课程范畴，内容略微偏向理论性，但是与数据库程序开发和管理、优化密切相关；另外本课的部分内容在前面章节已经涉及，请注意理论联系实际。

事务

事务(Transaction)从通讯的角度看：是用户定义的数据库操作序列，这些操作要么全做、要么全不做，是不可分割的一个工作单元。事务控制语句称为TCL，一般包括Commit和Rollback。

事务不是程序，事务和程序分属两个概念。在RDBMS中，一个事务可以有一条SQL语句、一组SQL语句或者整个程序；一个应用程序又通常包含多个事务。

事务是恢复和并发控制的基本单元。

显式事务和隐式事务

begin

insert into classes_2(bjbh,bjmc,bjms,bzr,ssxb,bjrs,bz)

values ('888','测试班级','测试班级','肖丰斌','003','38','');

commit/rollback;

end ;

insert into classes_2(bjbh,bjmc,bjms,bzr,ssxb,bjrs,bz)

values ('888','测试班级','测试班级','肖丰斌','003','38','');

commit/rollback;

事务的ACID特性和结束方式

破坏事务ACID特性的因素包括：

1.多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行

2.事务在运行过程中被强行终止

事务的结束方式包括：

并行性和一致性

并行性和一致性是针对多用户、多事务，而非单用户、单事务数据库环境的，其含义是在多用户、多事务环境下，针对同一张数据库表的数据存在同时更新（含Update和Insert、Delete）的情况。

并行性意味着多用户能够同时访问数据；

一致性意味着每个用户看到的数据是一致的。

为保证数据的一致性，一般采用了事务隔离机制（事务隔离模型），又称为事务串行化，用来保证事务尽量按照串行的方式执行。

执行并行事务要防止三种情况：

1.脏读：事务读取了另外一个没有提交的事务的数据(脏数据)；

2.非重复读：事务重新读取了以前读取的数据，结果发现另外一个已经提交的事务已经修改了那些数据；

3. 幻影读：一个事务重新执行，返回满足条件的行集数据，结果发现另外一个已经提交的事务插入了满足条件的其他行的数据。

隔离层	未提交的读模式	提交的读模式	重复读模式	串行化模式
脏读	可能	不可能	不可能	不可能
非重复读	可能	可能	不可能	不可能
幻影读	可能	可能	可能	不可能

并行性适用的情况

前提条件是必须是多CPU的服务器上执行，此时并行性的好处才能显示出来，单CPU服务器上实验并行性反而会降低性能。

•处理对大表(至少100万行记录以上)的大数据量查询

•处理连接非常大的表查询

•处理建立大索引、大容量数据装载、汇总计算

•处理Oracle对象间大量数据拷贝等作业

•处理在SMP(对称多处理器)或MPP(大规模并行处理)群和聚合(多机器同时访问同一组磁盘和主数据库)的机器上的查询

•处理存放在分布于不同磁盘的多个数据文件中的数据查询

•处理需要大量辅助内存的查询，如Group by、Order By等

语句级读一致性和事务级读一致性

Oracle锁

什么是数据库锁

锁是用于防止在访问相同的资源(包括用户对象、系统对象、内存、Oralce数据字典中的共享数据结构，最常见的是数据库表Table对象)时，事务之间的有害性交互（存、取）的一种机制。

不同类型的锁，代表了当前用户是允许还是阻止其它用户对相同资源的同时存取，从而确保不破坏系统数据的完整性、一致性和并行性。

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。

两种锁机制

共享锁（Share Lock）：即S锁，是通过对数据存取的高并行性来实现的。加了共享锁的数据库对象可以被其它事务读取，但是不能被其它事务修改。

独占锁（Exclusive Lock）：即X锁，又称排它锁，是用来防止同时共享相同资源的锁。加了独占锁的数据库对象不能被其它事务读取和修改。

•锁在事务保持期间是被保持的，用来防止包括脏读、丢失更新和破坏性DLL等交互行为。对一个事务中SQL语句所做的修改只有在该事务提交或回滚后才能被其它事务所使用。

•Commit或Rollback执行后，事务所使用的锁被释放。

死锁

锁的类型

1.数据锁(DML锁)。

用来保证并行访问数据的完整性。能够防止同步冲突的DML和DDL操作的破坏性交互。是Oracle中主要的锁，又包括表级锁（TM锁）和行级锁（TX锁、也称为事务锁）。

(1).TM锁

1.数据锁(DML锁) 。

(2).TX锁及DML锁工作机制

TX锁是Transaction eXclusive Lock行级排它锁，对一条记录加上TX锁后，其他用户不能修改、删除该记录。

•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。

1.数据锁(DML锁)

(2).TX锁及DML锁工作机制

•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。

2.字典锁(DDL锁)

当 DDL命令发出时，Oracle会自动在被处理的对象上添加DDL锁定，从而防止对象被其他用户所修改。当DDL命令结束以后，则释放DDL锁定。DDL锁定不能显式的被请求，只有当对象结构被修改或者被引用时，才会在对象上添加DDL锁定。比如创建或者编译 存储过程时会对引用的对象添加DDL锁定。在创建视图时，也会对引用的表添加DDL锁定等。

在执行DDL命令之前，Oracle会自动添加一个隐式提交命令，然后执行具体的DDL命令，在DDL命令执行结束之后，还会自动添加一个隐式提交命令。实际上，Oracle在执行DDL命令时，都会将其转换为对数据字典表的DML操作。比如我们发出创建表的DDL命令时，Oracle会将表的名称插入数据字典表tab$里，同时将表里的列名以及列的类型插入col$表里等。因此，在DDL命令中需要添加隐式的提交命令，从而提交那些对数据字典表的DML操作。即使DDL命令失败，它也会发出提交命令。DDL锁包括三种类型：

•排他的DDL锁定(Exclusive DDL Lock)
大部分的DDL操作都会在被操作的对象上添加排他的DDL锁定，从而防止在DDL命令执行期间，对象被其他用户所修改。当对象上添加了排他的DDL锁定以后，该对象上不能再添加任何其他的DDL锁定。如果是对表进行DDL命令，则其他进程也不能修改表里的数据。

2.字典锁(DDL锁)

•共享的DDL锁定(Shared DDL Lock )
用来保护被DDL的对象不被其他用户进程所更新，但是允许其他进程在对象上添加共享的DDL锁定。如果是对表进行DDL命令，则其他进程可以同时修改表里的数据。比如我们发出create view命令创建视图时，在视图的所引用的表(这种表也叫基表)上添加的就是共享的DDL命令。也就是说，在创建视图时，其他用户不能修改基表的结构，但是可以更新基表里的数据。

3.内部锁

内部锁保护内部数据库结构，如数据文件，对用户是不可见的。

2.字典锁(DDL锁)

•可打破的解析锁定(Breakable Parsed Lock)

在shared pool里缓存的SQL游标或者PL/SQL程序代码都会获得引用对象上的解析锁定。如果我们发出DDL命令修改了某个对象的结构时，该对象相关的、位于 shared pool里的解析锁定就被打破，从而导致引用了该对象的SQL游标或者PL/SQL程序代码全都失效。下次再次执行相同的SQL语句时，需要重新解析，这也就是所谓的SQL语句的reload了。可打破的解析锁定不会阻止其他的DDL锁定，如果发生与解析锁定相冲突的DDL锁定，则解析锁定也会被打破