对Oracle数据库锁的认识

lFang Li

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分类专栏： Oracle 文章标签：数据库 oracle

于 2021-07-04 19:28:16 首次发布

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本文深入探讨Oracle数据库的锁机制，包括锁的分类如显式锁与隐式锁、数据锁与字典锁、行级锁与表级锁，以及死锁的产生、查询和处理。了解这些有助于理解Oracle如何保证数据并发访问时的并发性、完整性和一致性。

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一、锁的认识

加锁是实现数据库并发控制的一个非常重要的技术。Oracle 利用其锁机制来实现事务间的数据并发访问，以确保数据并发性、数据完整性和语句级读取一致性。

二、锁的分类

1、按系统划分，分为显式锁和隐式锁

（1）显式锁（Manual Data Locking）
Oracle数据库总是自动执行锁定，如果应用程序在事务期间需要数据保存一致，不反映其他事务的更改，可以通过显示锁定的方式重写默认锁定来实现。可以使用以下方式实现显式锁定：

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL
通过设置事务隔离级别来实现显式锁，具体语法如下

SET TRANSACTION [ READ ONLY | READ WRITE ]
                [ ISOLATION LEVEL [ SERIALIZE | READ COMMITED ]
                [ USE ROLLBACK SEGMENT 'segment_name' ]
                [ NAME 'transaction_name' ];

例如设置名字为lu_example的事务隔离级别为读写

SET TRANSACTION READ WRITE NAME 'lu_example';

LOCK TABLE

--当表被锁后，所有的行都被锁定，其他用户不能修改表
LOCK TABLE employees, departments IN EXCLUSIVE MODE NOWAIT;
LOCK TABLE departments IN SHARE MODE;
--行锁定允许并发访问被锁定的表，但是不允许锁定整个表
LOCK TABLE employees IN ROW SHARE MODE NOWAIT;
LOCK TABLE employees IN ROW EXCLUSIVE MODE NOWAIT; 
LOCK TABLE employees IN SHARE UPDATE MODE; 
LOCK TABLE employees IN SHARE ROW EXCLUSIVE MODE;

SELECT … FOR UPDATE
通过锁定查询返回的行，控制表中这些行的并发访问。当其他事务试图访问这些行，必须等待锁定这些行的事务完成。

注：显式锁都是表级锁

（2）隐式锁（Automatic Locks）
当进行某项数据库操作时，系统会自动为该数据库操作获得锁。根据操作不同可分为以下三种类型的锁，它们控制不同对象的并发访问。

DML 锁
DDL 锁
systemlocks

2、按保护对象划分，分为数据锁（DML lock）、字典锁（DDL lock）和System Locks

（1）DML 锁
       DML锁，又称为数据锁，目的是在多个用户并发访问时保证数据的一致性。Oracle 19c官方文档描述多个客户从网上书店购买最后一本书的例子介绍了DML锁，可点击标题超链接查看Oracle官方文档内容。
       当执行DML操作时，系统自动获得行级或表级的锁。因此，从封锁粒度来看，数据锁又可分为行级锁（TX锁）和表级锁（TM锁）。
（2）DDL 锁
       DDL锁，又称为数据字典锁，目的是保护数据库对象的定义，例如用户创建一个存储过程，为避免存储过程在执行过程中对象被删除或更改，系统会自动为存储过程中使用到的对象获得DDL锁。在进行DDL操作时，整个schema对象会被锁定，用户不能显式地获得DDL锁。DDL锁分为以下三种类型：

排他DDL锁（Exclusive DDL Locks）
该锁会阻断其他会话获得DDL锁或DML锁。例如，当正在进行alter table 操作时，是不允许删除表的。
共享DDL锁（Share DDL Locks）
该锁可以阻断冲突的DDL操作，防止对象在被引用时遭到破坏性干扰。例如创建一个包，在包执行期间会为包中引用的表对象获得共享锁，避免其他事务执行冲突性干扰，其他事务不能对这些表对象加排他DDL锁，但同时加上共享DDL锁引用这些表对象。
可破坏的解析锁（Breakable Parse Locks）
在SQL语句的解析阶段，可在共享池中获得解析锁。每个schema对象会为其持有的SQL语句或PL/SQL程序块获得解析锁，以便在数据库对象被修改或删除时，其持有的SQL块可以失效。在下次引用该SQL块时，系统需要重新编译。解析锁是可破坏的，允许任何DDL操作。
（3）systemlocks
包括internal locks、latches、mutex、pin，保护内部数据库结构

3、按封锁粒度划分，分为行级锁（TX锁）和表级锁（TM锁）

（1）行级锁（TX锁）
行级锁，又称为TX锁，当执行INSERT, UPDATE, DELETE, MERGE, and SELECT … FOR UPDATE语句时，事务会为每一行获得TX锁，直到事务提交或回滚后锁才被释放。
（2）表级锁（TM锁）
当事务获取行的TX锁时，系统还自动获取该行所在表的TM锁，防止冲突的DDL操作覆盖当前事务中的数据更改，也可以使用lock table语句显式获取表锁。表锁包括以下五种类型：

行共享锁（RS）
行排他锁（RX）
共享表锁（S）
共享行独占表锁（SRX）
排他表锁（X）

4、按锁级别划分，分为排他锁（X锁）和共享锁（S锁）

（1）排他锁（X锁）
排他锁，又称为写锁，如果一个事务给某个数据加了排它锁，其它事务就不能对它再加任何锁，直到事务提交或回滚，排它锁释放。
（2）共享锁（S锁）
共享锁，又称为读锁，加了共享锁的数据，只能共享读，不能再加排它锁进行写的操作。

三、死锁

1、死锁的产生

死锁是两个或多个事务在执行过程中，因为资源争用而互相等待的现象。死锁问题，oracle默认会解决，这里的锁问题主要指的是由于数据库锁机制而导致的阻塞现象，或者由于不正当操作或者程序中的bug，当程序卡住造成的锁表现象，或者是事物进行回滚或者提交时发生了异常，没有回滚成功或者提交成功，导致锁表。

2、查询锁表

查找到数据库中所有的DML语句产生的锁

SELECT s.sid, s.serial#, s.username, s.schemaname, s.osuser, s.process, s.machine,
s.terminal, s.logon_time, l.type
FROM v$session s, v$lock l
WHERE s.sid = l.sid
AND s.username IS NOT NULL
ORDER BY sid;