Oracle数据库 ORA-00056 错误分析和解决

好的，我们来详细解析一个相对少见但非常重要的Oracle数据库错误：ORA-00056。

ORA-00056: 发现 DDL 锁死锁

1. 错误信息结构组成

ORA-00056错误信息的标准格式如下：

ORA-00056: 发现 DDL 锁死锁

或英文版：

ORA-00056: DDL lock deadlock detected

这个错误信息由两部分组成：

• ORA-00056：错误代码，唯一标识这种错误类型。
• “发现 DDL 锁死锁”：错误描述，明确指出问题的本质——在数据定义语言（DDL）操作中检测到了死锁情况。

2. 官方正式解释

原因

ORA-00056错误发生在Oracle数据库检测到两个或多个会话之间在DDL（数据定义语言）锁上存在循环等待条件时。与DML死锁（ORA-00060）不同，DDL死锁涉及的是对数据库对象结构（如表、索引、视图等）的修改操作。

当多个会话以相互冲突的顺序请求DDL锁，并且每个会话都在等待另一个会话已持有的资源时，就会形成死锁循环。Oracle的死锁检测机制会定期检查这种情况，一旦发现就会选择其中一个会话作为"牺牲者"，回滚其当前语句并抛出ORA-00056错误。

可能场景

1. 并发DDL操作：两个会话同时尝试对相互依赖的对象执行DDL操作。
2. DDL与DML冲突：一个会话执行DDL操作时需要独占锁，但另一个会话正持有共享锁（如长时间运行的查询）。
3. 递归DDL操作：一个DDL操作触发了其他隐含的DDL操作，这些操作与现有会话的锁冲突。
4. 级联约束操作：涉及外键约束的DDL操作可能导致复杂的锁依赖关系。
5. 物化视图刷新：并发刷新相互依赖的物化视图可能造成DDL锁冲突。

相关原理

• DDL锁机制：Oracle使用特殊的DDL锁来保护数据字典对象的结构。这些锁包括独占DDL锁（用于修改对象结构）和共享DDL锁（用于防止对象结构被修改）。
• 死锁检测：Oracle定期运行死锁检测算法，查找会话间的循环等待条件。
• 自动解决：当检测到死锁时，Oracle会自动选择一个会话作为牺牲者，回滚其当前操作以打破死锁。
• 递归SQL：许多DDL操作会生成递归SQL语句，这些语句可能请求额外的锁，增加了死锁的可能性。

相关联的其他ORA错误

• ORA-00060: 检测到死锁（针对DML操作）
• ORA-00054: 资源正忙，要求NOWAIT
• ORA-04021: 等待锁定对象时发生超时
• ORA-08104: 索引构建中途失败
• ORA-01466: 无法读取数据 - 表定义已更改

3. 问题诊断与分析过程

定位原因

当遇到ORA-00056错误时，需要按照以下步骤进行诊断：

1. 检查警报日志：查看数据库警报日志（alert_.log），获取死锁发生的详细信息和相关会话。

   -- 找到警报日志的位置
   SELECT value FROM v$diag_info WHERE name = 'Diag Trace';
   

2. 分析跟踪文件：ORA-00056错误通常会生成详细的跟踪文件（.trc），其中包含死锁的详细信息。

3. 识别相关对象：确定哪些数据库对象参与了死锁。

4. 分析会话操作：检查相关会话正在执行的操作。

诊断SQL查询

查询最近的死锁信息

SELECT snap_id, begin_interval_time, end_interval_time,
       instance_number, deadlocks
FROM dba_hist_snapshot
WHERE deadlocks > 0
ORDER BY snap_id DESC;

查看当前锁等待情况

SELECT 
    w.sid AS waiting_sid,
    w.serial# AS waiting_serial,
    w.username AS waiting_user,
    w.event AS wait_event,
    w.state AS wait_state,
    w.seconds_in_wait,
    b.sid AS blocking_sid,
    b.serial# AS blocking_serial,
    b.username AS blocking_user,
    b.status AS blocking_status,
    b.program AS blocking_program
FROM v$session w
JOIN v$session b ON w.blocking_session = b.sid
WHERE w.blocking_session IS NOT NULL
ORDER BY w.seconds_in_wait DESC;

查询DDL锁信息

SELECT 
    s.sid,
    s.serial#,
    s.username,
    s.program,
    s.osuser,
    l.type,
    l.id1,
    l.id2,
    l.lmode,
    l.request,
    l.ctime,
    o.object_name,
    o.object_type
FROM v$lock l
JOIN v$session s ON l.sid = s.sid
LEFT JOIN dba_objects o ON l.id1 = o.object_id
WHERE l.type IN ('TM', 'TX', 'BL') OR l.type LIKE '%DDL%'
ORDER BY l.ctime DESC;

查看当前正在执行的DDL操作

SELECT 
    sid,
    serial#,
    username,
    sql_id,
    sql_exec_start,
    status,
    program,
    module,
    action
FROM v$session
WHERE sid IN (
    SELECT sid FROM v$lock WHERE type IN ('TM', 'TX')
)
AND status = 'ACTIVE'
ORDER BY sql_exec_start;

4. 解决方案

短期解决方案

1. 自动解决：Oracle通常会自动解决DDL死锁，选择其中一个会话回滚并报错。需要检查哪个操作失败了并重新执行。

2. 终止阻塞会话：如果死锁持续存在，可以手动终止相关会话。

   -- 找到相关会话
   SELECT sid, serial#, username, program, status 
   FROM v$session 
   WHERE sid IN (SELECT sid FROM v$lock WHERE type IN ('TM', 'TX'));
   
   -- 终止特定会话
   ALTER SYSTEM KILL SESSION '<sid>,<serial#>';
   

3. 提交或回滚事务：鼓励用户提交或回挂长时间运行的事务。

4. 使用NOWAIT选项：在DDL操作中使用NOWAIT选项，避免等待锁。

   LOCK TABLE table_name IN EXCLUSIVE MODE NOWAIT;
   

长期解决方案

1. 优化操作顺序：确保所有应用程序以一致的顺序访问数据库对象。

2. 减少DDL操作并发：在维护窗口执行DDL操作，避免高峰期并发DDL。

3. 使用在线DDL功能：利用Oracle的在线重定义功能减少锁冲突。

   -- 使用DBMS_REDEFINITION进行在线表重定义
   EXEC DBMS_REDEFINITION.start_redef_table('SCHEMA', 'TABLE_NAME', 'TEMP_TABLE');
   

4. 实施监控和预警：设置监控脚本，检测潜在的锁冲突。

   -- 监控长时间锁等待
   SELECT sid, serial#, username, event, seconds_in_wait, blocking_session
   FROM v$session 
   WHERE event LIKE 'enq%' 
   AND seconds_in_wait > 30
   ORDER BY seconds_in_wait DESC;
   

5. 应用程序设计优化：

   • 避免在事务中混合DDL和DML操作
   • 使用重试机制处理DDL冲突
   • 实施适当的错误处理和日志记录

预防措施

1. 维护窗口：在预定维护窗口执行DDL操作。
2. 通信协调：确保团队间沟通协调，避免并发DDL操作。
3. 测试环境验证：在生产环境执行前，在测试环境验证DDL操作。
4. 使用DDL锁超时：某些Oracle版本支持设置DDL锁超时。

   ALTER SESSION SET ddl_lock_timeout = 30; -- 等待30秒
   

5. 通俗易懂的解释

可以把ORA-00056错误想象成：两个施工队（数据库会话）都需要使用同一批工具（数据库对象）来完成各自的工作（DDL操作），但他们需要的工具正好被对方占用着，而且谁也不愿意先放手，结果两个工程都无法继续进行。

详细比喻：

• Oracle数据库：就像一个大型建筑工地。
• DDL操作：就像对建筑物结构进行修改，比如拆墙、加电梯等。
• DDL锁：就像施工许可证，确保同一时间只有一支队伍能修改某个结构。
• ORA-00056错误：相当于两支施工队都需要对方的工具才能开工，但谁也不肯先放手，形成了僵局。工地管理员（Oracle）发现后，强制让其中一队先停止工作（回滚操作），并告诉他们"你们发生了施工许可冲突，请重新安排工作计划"。

为什么会发生？

1. 施工计划冲突：两支队伍没有协调好施工顺序。
2. 工具共享问题：工具数量有限，两支队伍都需要同一批工具。
3. 沟通不畅：队伍之间没有良好的沟通机制。
4. 紧急施工：有一支队伍需要紧急施工，打断了原来的计划。

与DML死锁（ORA-00060）的区别：

• ORA-00060：像是两个住户争论谁先使用公共洗衣机（数据行级别的冲突）。
• ORA-00056：像是两个装修队争论谁先改造整栋大楼的结构（对象结构级别的冲突）。

怎么解决？

• 短期：

  • 工地管理员强制一队暂停（Oracle自动选择牺牲者）。
  • 如果僵持不下，请走一队施工队（手动终止会话）。

• 长期：

  • 制定更好的施工计划（优化操作顺序）。
  • 设立专门的施工时间（维护窗口）。
  • 使用更先进的施工方法，减少冲突（在线DDL功能）。
  • 加强队伍间的沟通协调（团队协作）。
  • 准备备用工具（增加资源或优化设计）。

实际应用建议：

1. 避免并发DDL：尽量不要同时执行多个可能冲突的DDL操作。
2. 使用重试逻辑：在应用程序中实现DDL操作的重试机制。
3. 监控预警：设置监控，及时发现潜在的锁冲突。
4. 培训沟通：确保团队了解DDL操作的最佳实践和潜在风险。

总之，ORA-00056是一个较为复杂的错误，涉及数据库对象结构级别的冲突。解决这个问题需要从操作流程、应用程序设计和团队协作多个方面入手，既要解决当前的冲突，也要预防未来的死锁情况。

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