Oracle數據完整性和鎖機制簡析

2024-08-29 13:55:47

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供稿：網友

本課內容屬于Oracle高級課程范疇，內容略微偏向理論性，但是與數據庫程序開發和管理、優化密切相關；另外本課的部分內容在前面章節已經涉及，請注意理論聯系實際。

事務

事務(Transaction)從通訊的角度看：是用戶定義的數據庫操作序列，這些操作要么全做、要么全不做，是不可分割的一個工作單元。事務控制語句稱為TCL，一般包括Commit和Rollback。

事務不是程序，事務和程序分屬兩個概念。在RDBMS中，一個事務可以有一條SQL語句、一組SQL語句或者整個程序；一個應用程序又通常包含多個事務。

事務是恢復和并發控制的基本單元。

顯式事務和隱式事務

begin

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

values ('888','測試班級','測試班級','肖豐斌','003','38','');

commit/rollback;

end ;

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

values ('888','測試班級','測試班級','肖豐斌','003','38','');

commit/rollback;

事務的ACID特性和結束方式

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事務的ACID特性和結束方式

破壞事務ACID特性的因素包括：

1.多個事務并行運行時，不同事務的操作交叉執行

2.事務在運行過程中被強行終止

事務的結束方式包括：

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并行性和一致性

并行性和一致性是針對多用戶、多事務，而非單用戶、單事務數據庫環境的，其含義是在多用戶、多事務環境下，針對同一張數據庫表的數據存在同時更新（含Update和Insert、Delete）的情況。

并行性意味著多用戶能夠同時訪問數據；

一致性意味著每個用戶看到的數據是一致的。

為保證數據的一致性，一般采用了事務隔離機制（事務隔離模型），又稱為事務串行化，用來保證事務盡量按照串行的方式執行。

執行并行事務要防止三種情況：

1.臟讀：事務讀取了另外一個沒有提交的事務的數據(臟數據)；

2.非重復讀：事務重新讀取了以前讀取的數據，結果發現另外一個已經提交的事務已經修改了那些數據；

3. 幻影讀：一個事務重新執行，返回滿足條件的行集數據，結果發現另外一個已經提交的事務插入了滿足條件的其他行的數據。

隔離層未提交的讀模式提交的讀模式重復讀模式串行化模式臟讀可能不可能不可能不可能非重復讀可能可能不可能不可能幻影讀可能可能可能不可能

并行性適用的情況

前提條件是必須是多CPU的服務器上執行，此時并行性的好處才能顯示出來，單CPU服務器上實驗并行性反而會降低性能。

•處理對大表(至少100萬行記錄以上)的大數據量查詢

•處理連接非常大的表查詢

•處理建立大索引、大容量數據裝載、匯總計算

•處理Oracle對象間大量數據拷貝等作業

•處理在SMP(對稱多處理器)或MPP(大規模并行處理)群和聚合(多機器同時訪問同一組磁盤和主數據庫)的機器上的查詢

•處理存放在分布于不同磁盤的多個數據文件中的數據查詢

•處理需要大量輔助內存的查詢，如Group by、Order By等

語句級讀一致性和事務級讀一致性

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Oracle鎖

什么是數據庫鎖

鎖是用于防止在訪問相同的資源(包括用戶對象、系統對象、內存、Oralce數據字典中的共享數據結構，最常見的是數據庫表Table對象)時，事務之間的有害性交互（存、?。┑囊环N機制。

不同類型的鎖，代表了當前用戶是允許還是阻止其它用戶對相同資源的同時存取，從而確保不破壞系統數據的完整性、一致性和并行性。

加鎖是實現數據庫并發控制的一個非常重要的技術。當事務在對某個數據對象進行操作前，先向系統發出請求，對其加鎖。加鎖后事務就對該數據對象有了一定的控制，在該事務釋放鎖之前，其他的事務不能對此數據對象進行更新操作。

兩種鎖機制

共享鎖（Share Lock）：即S鎖，是通過對數據存取的高并行性來實現的。加了共享鎖的數據庫對象可以被其它事務讀取，但是不能被其它事務修改。

獨占鎖（Exclusive Lock）：即X鎖，又稱排它鎖，是用來防止同時共享相同資源的鎖。加了獨占鎖的數據庫對象不能被其它事務讀取和修改。

•鎖在事務保持期間是被保持的，用來防止包括臟讀、丟失更新和破壞性DLL等交互行為。對一個事務中SQL語句所做的修改只有在該事務提交或回滾后才能被其它事務所使用。

•Commit或Rollback執行后，事務所使用的鎖被釋放。

死鎖

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鎖的類型

1.數據鎖(DML鎖)。

用來保證并行訪問數據的完整性。能夠防止同步沖突的DML和DDL操作的破壞性交互。是Oracle中主要的鎖，又包括表級鎖（TM鎖）和行級鎖（TX鎖、也稱為事務鎖）。

(1).TM鎖

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1.數據鎖(DML鎖) 。

(2).TX鎖及DML鎖工作機制

TX鎖是Transaction eXclusive Lock行級排它鎖，對一條記錄加上TX鎖后，其他用戶不能修改、刪除該記錄。

•當Oracle 執行DML語句時，系統自動在所要操作的表上申請TM類型的鎖。當TM鎖獲得后，系統再自動申請TX類型的鎖，并將實際鎖定的數據行的鎖標志位進行置位。這樣在事務加鎖前檢查TX鎖相容性時就不用再逐行檢查鎖標志，而只需檢查TM鎖模式的相容性即可，大大提高了系統的效率。TM鎖包括了SS、SX、S、X 等多種模式，在數據庫中用0－6來表示。不同的SQL操作產生不同類型的TM鎖。

1.數據鎖(DML鎖)

(2).TX鎖及DML鎖工作機制

•在數據行上只有X鎖（排他鎖）。在 Oracle數據庫中，當一個事務首次發起一個DML語句時就獲得一個TX鎖，該鎖保持到事務被提交或回滾。當兩個或多個會話在表的同一條記錄上執行 DML語句時，第一個會話在該條記錄上加鎖，其他的會話處于等待狀態。當第一個會話提交后，TX鎖被釋放，其他會話才可以加鎖。

•當Oracle數據庫發生TX鎖等待時，如果不及時處理常常會引起Oracle數據庫掛起，或導致死鎖的發生，產生ORA-60的錯誤。這些現象都會對實際應用產生極大的危害，如長時間未響應、大量事務失敗等。

2.字典鎖(DDL鎖)

當 DDL命令發出時，Oracle會自動在被處理的對象上添加DDL鎖定，從而防止對象被其他用戶所修改。當DDL命令結束以后，則釋放DDL鎖定。DDL鎖定不能顯式的被請求，只有當對象結構被修改或者被引用時，才會在對象上添加DDL鎖定。比如創建或者編譯存儲過程時會對引用的對象添加DDL鎖定。在創建視圖時，也會對引用的表添加DDL鎖定等。

在執行DDL命令之前，Oracle會自動添加一個隱式提交命令，然后執行具體的DDL命令，在DDL命令執行結束之后，還會自動添加一個隱式提交命令。實際上，Oracle在執行DDL命令時，都會將其轉換為對數據字典表的DML操作。比如我們發出創建表的DDL命令時，Oracle會

2.字典鎖(DDL鎖)

將表的名稱插入數據字典表tab$里，同時將表里的列名以及列的類型插入col$表里等。因此，在DDL命令中需要添加隱式的提交命令，從而提交那些對數據字典表的DML操作。即使DDL命令失敗，它也會發出提交命令。DDL鎖包括三種類型：

•排他的DDL鎖定(Exclusive DDL Lock)
大部分的DDL操作都會在被操作的對象上添加排他的DDL鎖定，從而防止在DDL命令執行期間，對象被其他用戶所修改。當對象上添加了排他的DDL鎖定以后，該對象上不能再添加任何其他的DDL鎖定。如果是對表進行DDL命令，則其他進程也不能修改表里的數據。

2.字典鎖(DDL鎖)

•共享的DDL鎖定(Shared DDL Lock )
用來保護被DDL的對象不被其他用戶進程所更新，但是允許其他進程在對象上添加共享的DDL鎖定。如果是對表進行DDL命令，則其他進程可以同時修改表里的數據。比如我們發出create view命令創建視圖時，在視圖的所引用的表(這種表也叫基表)上添加的就是共享的DDL命令。也就是說，在創建視圖時，其他用戶不能修改基表的結構，但是可以更新基表里的數據。

3.內部鎖

內部鎖保護內部數據庫結構，如數據文件，對用戶是不可見的。

2.字典鎖(DDL鎖)

•可打破的解析鎖定(Breakable Parsed Lock)

在shared pool里緩存的SQL游標或者PL/SQL程序代碼都會獲得引用對象上的解析鎖定。如果我們發出DDL命令修改了某個對象的結構時，該對象相關的、位于 shared pool里的解析鎖定就被打破，從而導致引用了該對象的SQL游標或者PL/SQL程序代碼全都失效。下次再次執行相同的SQL語句時，需要重新解析，這也就是所謂的SQL語句的reload了?？纱蚱频慕馕鲦i定不會阻止其他的DDL鎖定，如果發生與解析鎖定相沖突的DDL鎖定，則解析鎖定也會被打破

死鎖的解決

1.查找鎖

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