我对ORACLE数据锁的一点体会

ZALBB · 发表于 2004-9-24 17:54

该贴的部分内容是针对帖中带的附件（一位大侠关于锁的理解），提的理解/疑问，
大家在读此贴前，请先阅读该文。

先说说各类型的锁：共享锁，排它说，共享排它锁（对表定义共享，对表操作的记录排它）。

1、我对文章中意向锁的理解，就是：对表的记录进行操作之前，先对表定义（包括表结构、约束等）
加了共享锁，这是为了避免对表的DDL操作。

比如：当你往TAB1插入一条记录时，该表的一个字段COL8是允许为空的，插入这条记录的该字段
的值是空的，此时，若不对该表定义加共享锁，则另外一SESSION对TAB1.COL8加非空约束，
那该表结构修改就与插入的记录发生冲突了。所以，当执行DML操作是，必定对操作的表加DDL
共享锁。

这是我理解的意向锁。

2、文章中提及，记录行是无共享锁。我对此观点表示不同：当插入/修改子表时，对应的父表的主键
记录应该被加共享锁，因为此时要保证父键的存在。经测试，当插入/修改/删除子表时，父表
确实被加了SS锁，此时可以对父表的主键做插入动作，但不允许做修改/删除。这符合逻辑。因为
插入操作并不影响主外键的关系。但删除/修改则可能。

3、SHARE VS ROW SHARE有什么区别？

我猜想：ROW SHARE是（级别=2）对表加表定义共享锁，SHARE（级别=4）是对表定义及表“所有”的
记录加共享锁。但这样就有问题：1、SELECT FOR UPDATE产生TM=2、对查询出来的记录产生TX=6的
锁，那这样应该与：表“所有”的记录加共享锁相冲突了？但实际并不是，实际上，当对表加SHARE
锁时，还是可以对该表执行 SELECT FOR UPDATE，但却不可以执行DML操作！

现我只能这样理解，虽然产生了TX=6 的事务锁，但实际上，还并没有真正修改记录。和真正的
INSERT ，UPDATE， DELETE 操作还是有区别的。也就是：SELECT FOR UPDATE这个锁有点特别：
对加了共享锁的记录，还可以SELECT FOR UPDATE，但若想执行DML语句，则不可以，因为该表的
“所有” 记录都加了共享锁。

4、若照第3点的理解，那SRX就是对表加共享锁，对表的所有记录加排它锁。这是我的猜测，不知道
在什么地方会使用上这种锁。

总结：查看了ORACLE的文档，其并不解释如何定义的各级别的锁，为什么会这样定义，理由、用途何
在？现在我想使用各类型锁，来对ORACLE锁的各级别定义说明：

0、无
1、NULL，可以某些情况下，如分布式数据库的查询会产生此锁。
2、SS，表结构共享锁
3、SX，表结构共享锁+被操作的记录的排它锁
4、S，表结构共享锁+所有记录共享锁
5、SRX 表结构共享锁+所有记录排它锁
6、X 表结构排它锁+所有记录排它锁

其中 SELECT FOR UPDATE是比较特殊的一种情况：由于其不修改记录，所以对这些记录而言，
并未产生真正的排它锁，这与DML操作产生的排它锁相比，是有差别的，但由于不允许在这些记录“再”
加SELECT FOR UPDATE，所以，也不是纯粹的共享锁，我认为其是介于共享锁和排它锁之间的一种特殊
的情况，因此，ORACLE在对表加了S锁后，还允许对该表执行SELCT FOR UPDATE，但实际上，此时此语句
已经无意义了，因为加了S锁的表不允许DML操作，故，此语句于普通的SELECT 语句无差别。

请拍砖。

grassbell · 发表于 2004-9-26 00:17

1、我对文章中意向锁的理解，就是：对表的记录进行操作之前，先对表定义（包括表结构、约束等）
加了共享锁，这是为了避免对表的DDL操作。

比如：当你往TAB1插入一条记录时，该表的一个字段COL8是允许为空的，插入这条记录的该字段
的值是空的，此时，若不对该表定义加共享锁，则另外一SESSION对TAB1.COL8加非空约束，
那该表结构修改就与插入的记录发生冲突了。所以，当执行DML操作是，必定对操作的表加DDL
共享锁。

这是我理解的意向锁。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

从你提供的文章中理解，意向锁的作用应该是减少开销，也就是说不必要扫描表中每一行的加锁情况，而直接从表上加载的意向锁的情况得到表中行锁的情况。

而你举的例子，应该是文章中没有提到的DDL lock( dictionary locks)，有待考察。

anyway,

jeffli73 · 发表于 2004-9-26 01:28

我感到非常遗憾，楼主没有完全看懂我写的那篇《Oracle多粒度封锁机制研究》，这可能主要是本人水平有限、表达不清所致。

要理解Oracle的封锁机制，关键要搞清为什么要“多粒度”及为什么要引入“意向锁”。

其实生活中有很多类似的问题，我先描述一个，我把它命名为“艺术中心问题”，如果此问题与哪位计算机界前辈已描述的问题有类似之处，纯属本人孤陋寡闻，而绝非有意抄袭。

一个艺术中心占地很广（我们把它类比做数据库），有许多独立的建筑-艺术馆（艺术馆相当于数据库中的“表”），各个艺术馆中又有许多展室（相当于表中的记录），为了使各个艺术馆得到有效的管理，对进出艺术馆的人员进行了分类并对他们各自的行为做了如下限制：
A：一般观众：，在任何情况下，他们可以自由进出艺术馆的各个展室，没有限制，但他们只能观看；
B：不同工种的维修工人：他们可以进入展室进行检查或维修，但是在某一时刻，只能有一个工种的工人在某个展室进行维修（这主要是为了安全，比如油漆工与电焊工如果同时作业，可能会引起火灾）；
C：重要来宾（比如联合国世界文化遗产的评审官员）：为了保证这些重要来宾的参观效果，在他们参观期间，不允许任何的维修、展室调整（下面介绍）等工作，但仍然可以接待一般观众；
D：展室调整人员：由于展室调整会涉及多个展室，所以在调整期间，不允许对任何展室进行维修，也不接待任何重要来宾；

基本情况就是这样，现在一位名叫Oracle的老师问他班上的小学生，如果你是各个艺术馆的管理人员，你将采取何种措施来保证这些规定的执行。

一名叫TOM的小学生非常聪明，考试总考第一，平时也爱出个风头，他第一个举手回答问题，说：这个容易，
1）对于一般观众，他们手持通票；
2）对于重要来宾，我先发给他们印有‘S’的胸卡；
3）对于维修工与展室调整人员，我先发给他们印有‘X’的胸卡；

到时我会守在艺术馆的门口，对于：
手持通票的人，我将一律放行；
对于佩带‘S’胸卡的人，我要检查一下我手里是否有‘X’的胸卡，如果有，对不起，他们只能等待，如果没有，他们可以进入，并将其胸卡留在我这里；他们出去时，我将胸卡还给他们；
对于佩带‘X’胸卡的人，我要检查一下我手里是否有‘S’或‘X’的胸卡，如果有，对不起，他们只能等待，如果没有，他们可以进入，并将其胸卡留在我这里；他们出去时，我将胸卡还给他们。

老师赞许地点了点头，说很好，TOM明天你就去实践一下吧。

第二天，TOM早早来到某个艺术馆的门口等候人们的到来，一般观众很多，TOM没有对他们进行任何限制，秩序很好，TOM非常高兴。
这时候，一个佩带‘X’胸卡的油漆工A走了过来，TOM检查了一下，发现还没有留下任何胸卡，就让油漆工进去了，并留下了他的胸卡。
又过了一阵子，另一个佩带‘X’胸卡的电焊工B过来了，TOM检查发现自己这里已经有一个‘X’胸卡了，他便非常有礼貌的拦住了这名工人，告诉他只有等到已经进去的工人出来领走自己的胸卡后他才能进入，B无奈只好等待。等了大约1个小时，A终于出来了，B问A刚才在哪个展室施工，A说在101，B一听气就不打一处来，他质问TOM，我要去102，艺术馆只是规定我们不能同时在一个展室工作，而我们要去不同的展室，你为什么不让我进去。
TOM听了，很委屈，说我只记录你们进出艺术馆的情况，又不记录你们进出展室的情况，谁知道你们会不会冲突，保险起见，你来晚了只能等着。

今天已经很晚了，这个小故事先写到这里，我想很多朋友已明白我的用意，TOM实际上采用的是单粒度的封锁方法，而且封锁的粒度比较大，以后我再续写另一种单粒度的方法，及Oracle老师的做法，不过到时也可能有的朋友已经帮我写好了。

ZALBB · 发表于 2004-9-26 10:50

jeffli73，请看看我的问题：

问：我说的那个意向锁，和你说的有差别吗？差别在哪里？
2、你如何理解ORACLE定义的7个级别的锁？为什么要这样定义？

ZALBB · 发表于 2004-9-26 11:02

最初由 grassbell 发布
[B]1、我对文章中意向锁的理解，就是：对表的记录进行操作之前，先对表定义（包括表结构、约束等）
加了共享锁，这是为了避免对表的DDL操作。

比如：当你往TAB1插入一条记录时，该表的一个字段COL8是允许为空的，插入这条记录的该字段
的值是空的，此时，若不对该表定义加共享锁，则另外一SESSION对TAB1.COL8加非空约束，
那该表结构修改就与插入的记录发生冲突了。所以，当执行DML操作是，必定对操作的表加DDL
共享锁。

这是我理解的意向锁。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

从你提供的文章中理解，意向锁的作用应该是减少开销，也就是说不必要扫描表中每一行的加锁情况，而直接从表上加载的意向锁的情况得到表中行锁的情况。

而你举的例子，应该是文章中没有提到的DDL lock( dictionary locks)，有待考察。

anyway, [/B]

文章是在混沌的思维中，以我的理解写的，有些地方交代不清楚。
是要有些基础才能明白。

不过，你这么一说，我发现文章中引申出可能意向锁所举的例子
好象不正确：

比如一个事务要在一个表上加S锁，如果表中的一行已被另外的事务加了X锁，那么该锁的申请也应被阻塞。

比如：修改了表的一行记录，那只是在表上加S锁，同时对修改
的记录加了X所，但这并不影响另外的会话对该表加S锁，对其余
的记录加X锁。

但这也可能是我的理解与jeffli73有差别。

我主要的目的是想了解ORACLE为什么要这样定义这7个级别的锁，
如何用共享锁，排它锁，共享排它锁等来理解这7级锁的定义。

ZALBB · 发表于 2004-9-26 11:10

要说清楚的是：共享锁，排它锁都体现在记录（数据）和表结构上，但由于记录是存储在
在表中的，脱离表结构来谈记录（数据）是无意义的，所以，我开头的文章里
没有单独的记录（数据）共享锁，而是要结合表结构，便这样理解这7个级别的锁。

jeffli73 · 发表于 2004-9-26 22:57

不想等我把故事将完,今天有些事,我就先直接回答你的问题,等有时间再把故事讲完.

首先,需要说明,ORACLE的数据锁在两个级别上,表级与行级,这就是所谓的"多粒度",为什么要多粒度,就是因为单粒度都有各自的缺陷,光是表级,封锁粒度太大,并发性不好(如故事中TOM的方案);光是行级,对有些情况开销太大,所以要有多粒度.

而最经典的锁类型就是两种,S与X,但是为了效率,某个事务锁住某一记录,ORACLE也让它在行的上级(表级)做一下标识,这就是所谓的"意向锁",很自然就有了RS(表示有个别行别加S锁)与RX(表示有个别行别加X锁),而这两种意向锁(RS与RX)与两种实体锁(S与X)理论上有4种组合,实际只有1种有实际意义,即SRX.
这样在表级就有了5种锁,S,X,RS,RX,SRX,表级锁作用主要有2个:保护表结构与保护数据;
在行级,ORACLE实际上只有X锁(2个SELECT FOR UPDATE不能同时针对同一行),行级锁的作用就是保护数据.

另外,我的<ORACLE多粒度封锁机制研究>已经有第2个版本,比第一版增加了将近1倍的内容,据tigerfish说在他们准备在新出的书中选用,我想现在可能不便公开.

ZALBB · 发表于 2004-9-27 00:09

恩，你中间这两段比较精辟。

但我理解：ORACLE并不是为了效率才考虑意向锁，
而是为了避免在执行DML操作时，可能与DDL会造成的表结构不一致才加的S锁。
如：

If a transaction obtains a row lock for a row, the transaction also acquires a table lock for the corresponding table. The table lock prevents conflicting DDL operations that would override data changes in a current transaction.

file://server.920/a96524/c21cnsis.htm#2989

实际上你说的和我思考的是一致的。
你从锁的引入及应用延伸出发，理论讲解得清楚。

而我只重点思考，ORACLE为什么要这样定义锁级别。
如何根据应用来思考这些锁级别。

但我目前所理解的SRX，就是：SRX--表结构共享锁+所有记录排它锁
还不知道是不是对的？
而且实际应用中，我还没想起什么情况下是会用上SRX。
你若方便，请解释我这想法是不是对的。

jeffli73 · 发表于 2004-9-28 01:00

"意向锁",实际上是在上层结点做出的某种标记,来表示在下级结点要加何种类型的锁.
比如在ORACLE中,要修改一行,也就是要在行上加X锁,首先要在其上级,也就是表级做出表示,即加RX锁.
这样做的好处是,以后不管是其它DML操作或是DDL操作,在检查是否有锁冲突时,就不需要逐行检查各记录的加锁情况了,而只需要检查表一级的加锁情况,所以我说其本质是要提高检查锁冲突的效率.
另外,你在这里提出的所谓"表结构共享锁"是不正确的,DML锁不涉及表结构锁的问题.

表上的5种锁的含义:
RS(SS):是一种纯粹的意向锁,它表征事务要通过SELECT FOR UPDATE访问某些行;
RX(SX):是一种纯粹的意向锁,它表征事务要通过 UPDATE/ DELETE/INSERT修改某些行;
S:全表范围的共享锁,不需要在每行上做出标识;
X:全表范围的排它锁,不需要在每行上做出标识;
SRX(SSX):是意向锁RX与S锁的组合,它表征事务既对表加S锁,同时要修改个别行,即要在个别行上加X锁;(如果你使用ORACLE8,可以在一个表上建立一个自引用,如EMP表上的MGR引用EMPNO,删除一条记录,可以观察到SRX锁)

在行上,ORALCE只有X锁,
但由SELECT FOR UPDATE 获得的X锁在表级表征为RS锁,
由INSERT/UPDATE/DELETE 获得的X锁在表级表征为RX锁,

lutian · 发表于 2004-9-28 09:29

谢谢分享！

[精华] 我对ORACLE数据锁的一点体会

我感到非常遗憾

ZALBB朋友性子比较急

我想如下的理解可能更本质一些