Oracle数据库锁机制Lock的介绍

Lock行为概述 Lock用途 Lock模式 Lock转换和升级 Lock持续时间 Locks和Deadlocks

Lock是一种机制，可以防止事务对共享数据的不正确的更新和不正确的修改数据结构，在维护数据的一致性和并发性中，它扮演了一个很重要的角色。

Lock行为概述

根据获得的锁的操作，数据库维护几种不同类型的锁。通常，数据库使用两种类型的锁：排它锁（exclusive locks）和共享锁（share locks）。在诸如行或表之类的资源上，只能获得一个排它锁，但是可以在单个资源上获得多个共享锁。

锁会影响读和写的交互。读是查询资源，而写是修改资源。下面总结了Oracle数据库读和写的锁行为：

当语句修改一行时，事务仅获得改行的锁，通过在行级别锁定表数据，数据库最小化对同样数据的争用； 如果一个事务正在修改一行，那么行锁会阻止其他事务同时对改行的修改； 读操作从不阻塞写操作，除了select…for update语句； 写操作从不阻塞读操作，当行正被写操作修改时，数据库使用undo数据来给读操作提供行的一致性视图；

Lock用途

在单用户数据库中，不需要锁，因为只有一个用户修改信息，然而，当多个用户访问和修改数据时，数据库必须提供一种方法来防止对相同数据的并发修改。Locks实现了下面的需求：

一致性（Consistency）：会话正在查看和修改的数据不会被其他会话更改，直到该会话完成； 完整性（Integrity）：数据和结构必须以正确的顺序反映对它们的所有更改；

Oracle数据库通过锁机制在事务中提供了数据的并发性、一致性和完整性，锁自动执行，不需要用户参与；

当执行SQL语句时，Oracle数据库自动获得必要的锁，例如，在会话修改数据前，会话必须锁定数据，该锁为会话提供了对数据的独占控制，以便其他事务在锁释放之前不会修改锁定的数据。

由于Oracle数据库的锁机制和事务控制密切相关，应用程序设计人员只需正确的定义事务，Oracle数据库会自动管理锁，用户不需显式的锁定任何资源，尽管Oracle数据库也能使用户手动锁定数据。

Lock模式

Oracle数据库自动使用最低限制适用级别，以提供最高程度的数据并发性，同时也提供了数据完整性。限制级别越低，数据越容易被其他用户访问，反之，限制级别越多，其他事务可获得的锁类型越受限。

Oracle数据库在多用户数据库中使用两种锁模式：

排他锁模式（Exclusive lock mode）：该模式防止相关的资源共享，当事务修改数据时，将会获得排它锁。第一个单独锁定资源的事务是唯一可以改变该资源的事务，直到排它锁被释放； 共享锁模式（Share lock mode）：该模式根据涉及的操作，相关的资源可以共享。读取数据的多个用户可以共享数据，持有共享锁可以防止需要排它锁的写操作并发访问，一些事务可以在同一资源上获得共享锁。

假想一个事务使用select … for update选择了单个表行，该事物获取了exclusive row lock和row share table lock，row lock允许其他会话修改除了已锁定行之外的任何行，而table lock则防止会话修改表的结构，因此，数据库允许尽可能多的语句执行。

Lock转换和升级

Oracle数据库在必要时执行锁转换。在锁转换中，数据库自动将较低限制的表锁转换为更高限制的。

例如：假设一个事务使用select … for update选择了单个行，然后更新锁定的行，在这种情况下，数据库自动将row share table lock转为row exclusive table lock，在该事务，它对已插入、修改和删除的所有行持有exclusive row locks，因为行锁是在最高限制程度下获得的，因此不需要或执行锁转换。

锁转换不同于锁升级，当多个锁在一个粒度级别（比如行）或数据库将锁提升到更高的粒度级别（比如表）时，就会发生锁升级。如果用户锁定表中许多行，那么一些数据库就会自动将row lock升级到单个表。锁的数量减少了，但是锁定的限制增加了。

Oracle数据库从不升级锁，锁升级容易引发死锁。

Lock持续时间

当事务不再需要资源时，Oracle数据库会自动释放锁。在大多数情况下，数据库持有在事务期间语句获得的锁，这些锁可以防止诸如脏读、丢失更新和来自并发事务的破坏性DDL等破坏性干扰。

当语句commit或rollback时，Oracle数据库会释放事务中语句获得的所有锁，当回滚到savepoint时，也会释放savepoint后获得的锁。然而，只有不等待之前已锁定资源的事务才能获取当前可用资源上的锁，正在等待的事务继续等待，直到所有之前的事务完全提交或回滚。

Locks和Deadlocks

死锁是指两个或多个用户在等待彼此锁定的数据，它阻止事务继续工作。

Oracle数据库自动探测死锁，并通过回滚包含在死锁中的语句来解决它们，释放一组冲突的行锁。数据库返回一个执行statement-level rollback的事务对应的消息。回滚的语句属于探测死锁的事务。通常，发出信号的事务应该被显式回滚，但它可以在等待后重试回滚语句。

当事务显式覆盖Oracle数据库的默认锁定时，最常发生死锁。由于Oracle数据库不会升级锁，也不使用read locks来查询，而是使用row-level的锁，死锁很少发生。

死锁演示：

会话1	会话2	说明
SQL> update emp set sal=1000 2 where empno=7369; 1 row updated.	SQL> update emp set sal=2000 2 where empno=7499; 1 row updated.	会话1和2都拥有一个行级锁；
SQL> update emp set sal=2500 2 where empno=7499;	SQL> update emp set sal=1500 2 where empno=7369;	会话彼此修改对方刚修改过的值，因资源互相被对方占用，故都出现等待；
SQL> update emp set sal=2500 2 where empno=7499; update emp set sal=2500 * ERROR at line 1: ORA-00060: deadlock detected while waiting for resource		事务1检测到死锁，回滚并返回错误；
SQL> select empno,ename,sal from emp 2 where empno in(7369,7499); EMPNO ENAME SAL ———- ———- ———- 7369 SMITH 1000 7499 ALLEN 1600		只回滚上一个事务；
SQL> commit; Commit complete.		事务1提交，并结束事务；
	1 row updated.	事务2显示已更新一行；
	SQL> commit; Commit complete. SQL> select empno,ename,sal from emp 2 where empno in(7369,7499); EMPNO ENAME SAL ———- ———- ———- 7369 SMITH 1500 7499 ALLEN 2000	事务2提交，并结束事务；