三峽大學韓芳oracle 11 事務和鎖教材

1、事務和鎖Oracle數(shù)據(jù)庫與應用事務和鎖制作人：韓芳電 話 箱：三峽大學計算機與信息學院數(shù)據(jù)一致性數(shù)據(jù)一致性 對于一個數(shù)據(jù)庫來說，其中的數(shù)據(jù)可能是每時每刻都在發(fā)生著變化，而在數(shù)據(jù)變化的同時，也無時無刻不伴隨著數(shù)據(jù)的讀取。這就對數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)產(chǎn)生了比較高的要求數(shù)據(jù)庫的每次改變都是可被接受的，而每次讀取的數(shù)據(jù)也都是正常的。這就是數(shù)據(jù)一致性的體現(xiàn)。1.什么是事務 在數(shù)據(jù)庫中，提出了事務的概念來保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性。 事務是一組包含了一條或者多條語句的邏輯單元，事務中的語句被視為一個整體，要么一起被提交，是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)永久的修改；要么一起被撤銷，被數(shù)據(jù)庫不做任何的修改 經(jīng)典的

2、例子：銀行轉賬1.什么是事務 事務往往包括一個或多個處理步驟。例如，在超市購物包括 選購商品、放入購物車、付款、個人現(xiàn)金或銀行賬戶余額減少、超市賬戶余額增加、商品庫中商品信息更新等步驟。這些步驟組成了一個事務，當其中任何步驟出現(xiàn)異常，并且不能正常進行下去，都會影響其他所有步驟。 例如，付款階段不能正常進行，那么將不會對個人的現(xiàn)金或銀行賬戶造成影響，超市的賬戶也不可能進行余額的增加，商品庫中也不能更新該商品的信息。 同樣的，如果個人現(xiàn)金或賬戶余額不足，那么也無法完成整個交易。在此之前所做的所有動作：選購商品、放入購物車等都將無效，商品應當被重新放回貨架。1.什么是事務 一個事務的生命周期應當包括

3、： 事務開始(Oracle中并不能顯式開始一個事務，也不存在這樣的語句) 事務執(zhí)行 事務結束(commit或者rollback命令) Oracle基本控制語句 set transaction commit savepoint rollback rollback to savepoint2 事務的類型 （1）顯式事務01 新事務開始02 sql statement03 .04 commit | rollback (2) 隱式事務 沒有明確的開始和結束標志，由數(shù)據(jù)庫自動開始，當一個程序正常結束或者使用DDL語言自動提交，而當操作失敗時也會自動回滾。如果設置antocommit為打開狀態(tài)（默認關閉）

4、，則每次執(zhí)行DML操作都會自動提交。 語法：set autocommit on/offcommitcommit命令命令 事務在什么情況下結束需要注意： 否則有丟失數(shù)據(jù)的可能，當有下列情況之一的時候事務會結束： 使用commit事務提交，rollback事務回滾 執(zhí)行語句，事務自動提交，例如：createdropgrantrevoke等命令 正常退出SQLplus 時自動提交事務，非正常 退出則rollback事務回滾commitcommit命令命令 commit命令用于提交事務，并將事務中對數(shù)據(jù)庫的修改進行持久化，即將數(shù)據(jù)庫修改為另外一種狀態(tài)，而這種狀態(tài)是可接受的、可靠的狀態(tài)。 while i

5、1000 loop update people set salary = salary + 10*i where id = i; i := i+1;end loop;commit; 對于開發(fā)者來說，最安全的方式是顯式進行數(shù)據(jù)的提交或者回滾，以結束事務。但很多時候，許多開發(fā)者并未注意該問題，而是依靠開發(fā)工具來進行提交或回滾。 此時需要注意的是，如果用戶未提交對數(shù)據(jù)庫的修改，而關閉了會話，或者數(shù)據(jù)庫連接在提交之前斷開，那么針對該數(shù)據(jù)庫的所有操作都將執(zhí)行回滾操作。commitcommit命令命令 另外，需要明確的概念是，在提交之前，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)進行了實際更新，不過，并未得到數(shù)據(jù)庫認可，因此提交動作只是

6、一個獲得認可的過程，其花費的數(shù)據(jù)庫資源非常少。而且，提交一條數(shù)據(jù)與提交1000條數(shù)據(jù)所花費的數(shù)據(jù)庫資源是相同的。因此，當實現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)修改或者插入操作時，應當采取最后一次性提交的策略。 while i1000 loop update people set salary = salary + 10*i where id = i; i := i+1; commit; end loop; 在該代碼片段中，每次更新數(shù)據(jù)，都有一次提交動作，將造成數(shù)據(jù)庫資源的浪費。 roll backroll back命令命令 roll back命令用于回滾用戶操作。在某些時機，例如程序代碼段中出現(xiàn)異常或錯誤，或者用

7、戶直接發(fā)出撤銷命令，需要回滾操作?；貪L操作將終止事務處理，并撤銷用戶在當前事務中進行的更改。 begin while i1000 loop update people set salary = salary + 10*i where id = i; i := i+1; end loop; exception roll back; end; 回滾操作，首先要讀取回滾段信息，并利用這些信息將數(shù)據(jù)庫中已發(fā)生的修改重新恢復。例如，對于使用了update操作的列，則需要將其恢復到原值，而使用了delete操作的行，則需要再次執(zhí)行插入操作。因此，回滾操作所需要的時間和花費的資源，依賴于在事務中所執(zhí)行的數(shù)據(jù)

8、庫更改，并與之成正比。 通常情況下，回滾操作是非常耗費時間和資源的，因此，回滾往往被用于處理異常，而不用作終端用戶的可操作選項。一旦終端用戶經(jīng)常性使用回滾操作，那么將為數(shù)據(jù)庫帶來非常大的負擔。 應當保證終端用戶在提交事務之前進行確認，來代替允許用戶執(zhí)行回滾，從而實現(xiàn)提交與回滾操作的平衡。3 事務的保存點 保存點可以設置在事務中的任何 地方，也可以設置多個點，這樣就將較長的事務分割成較小的段，這樣做的好處是，當對事務的操作發(fā)生問題的時候，只需要回滾到保存點處即可 需要注意以下問題 事務只回滾到保存點之后的操作 回滾到某保存點時候，它之后的保存點將被刪除，但保存點會被保留 保存點以后的鎖將會被釋放

9、3 事務的保存點 insert into users values(05,aa,測試1,123); Savepoint fst; Insert into users values(06,bb,測試2,123); select * from users; rollback to fst; select * from users; Commit; 事務的屬性和隔離級別事務的屬性和隔離級別 事務本身存在著一些屬性，這可以保證事務以某種特定的規(guī)則運行。所謂隔離，是指將事務所能看到的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)與其他事務分隔開來 1read only屬性 set transaction read only; insert

10、 into people(id, name, status) values (13, youyou, ACT); commit; 只讀事務的這種特性，可以提供一種穩(wěn)定的狀態(tài)，從而處理大量的數(shù)據(jù)查詢工作。例如，在生成復雜報表時，需要查詢大量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)又是頻繁變更的，在處理報表的過程中，可以利用只讀事務來提供穩(wěn)定的環(huán)境，以使生成的報表有意義。 事務的屬性和隔離級別事務的屬性和隔離級別 2read write屬性 read write屬性可以將事務設置為可讀、可寫狀態(tài)。這實際是事務的默認狀態(tài)，因此，該屬性的顯式設定，并沒有太大的現(xiàn)實意義。 需要注意的是，一旦使用set transaction

11、read write命令，那么該命令之前，不能出現(xiàn)set transaction命令之外的其他命令。 事務的屬性和隔離級別事務的屬性和隔離級別 3serializable隔離級別 serializable隔離級別是指串行化事務。串行化事務可以實現(xiàn)與只讀事務實現(xiàn)相同的功能隔離其他事務對數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的影響。但是串行化事務允許在其中執(zhí)行任何DML操作，包括刪除、修改、插入數(shù)據(jù)等。 在默認情況下，一個事務可以識別其他事務針對數(shù)據(jù)庫的修改，而這種修改僅限于已經(jīng)提交到數(shù)據(jù)庫的修改。使用了串行化事務，那么，其他事務已經(jīng)提交的修改也將被隔離。這里所說的隔離，實際是對于查詢操作來說，也就是串行化事務的處理過程中，

12、無法查看到其他事務的修改。 set transaction isolation level serializable; 事務的屬性和隔離級別事務的屬性和隔離級別 4read commited隔離級別 read commited隔離級別是事務的默認隔離級別，即只能讀取其他事務已經(jīng)提交的修改。對于尚未提交的修改，只有實現(xiàn)該修改的事務本身可以進行讀取。4 事務的特性l原子性（Atomicity）：整個事務不可分割，要么全部執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。l一致性（Consistency）：事務一旦提交生效，會將數(shù)據(jù)庫從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。隔離性（Isolation）l隔離性（Isolation）： 在事務

13、處理的過程中，事務處理的效果對于其他事務，是完全透明的。l持久性（Durablity）：一旦提交了事務處理，那么事務處理的效果將永久生效。隔離性1臟讀?。―irty Read）臟讀取意味著，可以讀取來自外界其他動作對數(shù)據(jù)庫的修改，而這種修改尚未提交，未提交的數(shù)據(jù)有可能回滾。也就是說，讀取的數(shù)據(jù)并非真正有效的數(shù)據(jù)，這將直接破壞數(shù)據(jù)一致性。2不可重讀不可重讀意味著，如果用戶在某一時刻讀取了一條記錄，那么，在下一時刻再次讀取時，該記錄已發(fā)生改變。其狀態(tài)類似于“人不能兩次踏入同一條河流”。不可重讀并非不可接受的，相反，不可重讀是一種正常的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。這與臟讀取是有本質區(qū)別的。3影像讀取影像讀取意味著，

14、如果用戶在某一時刻執(zhí)行了一個查詢，在下一時刻再次執(zhí)行相同查詢時，可能會有新的數(shù)據(jù)加入。但是，已經(jīng)讀取的數(shù)據(jù)是不會改變的，只是查詢所獲得結果集更大而已。19.3.4 19.3.4 持久性持久性持久性是指，當事務一旦提交，其改變將會生效，并將信息存儲在磁盤上。當系統(tǒng)再次重新啟動或者故障時，這些信息不會丟失。對于提交動作來說，用戶見到提交成功提示時，Oracle并未完成持久化工作。但是，Oracle數(shù)據(jù)庫利用redo日志文件來保證系統(tǒng)的持久性。redo文件在事務提交的前一刻生成，其中記錄了一旦提交時，系統(tǒng)崩潰，那么該如何將事務的工作再次執(zhí)行，以保證事務真正執(zhí)行完畢，并持久化到數(shù)據(jù)庫。并發(fā)控制并發(fā)控制

15、 并發(fā)是指多用戶同時訪問數(shù)據(jù)庫。并發(fā)能力是衡量數(shù)據(jù)庫性能的重要指標之一，數(shù)據(jù)庫允許并發(fā)數(shù)量越大，標志著該數(shù)據(jù)庫的性能越好。另一方面，并發(fā)會給保持數(shù)據(jù)庫一致性帶來挑戰(zhàn)。Oracle在并發(fā)方面有著卓越的性能，并有著完善的并發(fā)控制機制。什么是鎖 鎖出現(xiàn)在數(shù)據(jù)共享的環(huán)境中，它是一種機制，在訪問相同的資源的時候，可以防止事務之間的破壞性交互。例如：當多個會話同時操作某表的時候，有限操作的會話需要對其鎖定 事務的隔離性要求當前事務不能影響其他事務，所以，當多個會話訪問相同的資源的時候，Oracle 會利用鎖來確保他們想隊列一樣被依次執(zhí)行。Oracle處理數(shù)據(jù)時候用到的鎖匙自動獲取的，我們不用對此有過多的關

16、注，但是Oracle允許我們手動鎖定數(shù)據(jù) 行級鎖：Oracle利用很低的約束提供了最大程度的并發(fā)，例如，當某會話正在修改一條記錄，那么僅該條記錄被鎖定，而其他會話可以隨時做讀取操作，讀取的是修改之前的數(shù)據(jù)；如果另一回話企圖做跟 更新操作，那么只能等待，這樣可以避免臟數(shù)據(jù)的產(chǎn)生Oracle中鎖的分類 排他鎖（X鎖）：也叫寫鎖，這種鎖用作數(shù)據(jù)的修改，加入有事務給數(shù)據(jù)A加上該鎖，那么其他的事務不能對A加任何鎖，所以此時只允許事務T對A進行讀取和修改，直到事務完成所有操作后釋放鎖 共享鎖（S鎖）：該模式鎖下的數(shù)據(jù)只能被讀取，不能被修改，如果有事務T給數(shù)據(jù)A加上S鎖，那么其他事務不能對A加排他鎖，但可以

17、加共享鎖，可以保證并發(fā)的讀取。 Oracle數(shù)據(jù)庫中鎖應用頻繁，但是多數(shù)都由自動管理，當事務提交后自動釋放鎖鎖的類型 鎖：該類型的鎖被稱為“數(shù)據(jù)鎖”，用于保護數(shù)據(jù) 鎖：可以保護數(shù)據(jù)庫匯總對象的結構 內部閂鎖：保護數(shù)據(jù)庫的內部結構，完全自動調用 Distributed locks(Distributed locks(分布式鎖) )：用于OPS(OPS(并行服務器) )中； PCM locks(PCM locks(并行高速緩存管理鎖) )：用于OPS(OPS(并行服務器) )中。鎖 鎖主要保證并發(fā)訪問時數(shù)據(jù)的完整性，再細分，分為以下兩種： 行級鎖（），也可以稱為“事務鎖”。當修改表中某行記錄的時候

18、，需要將需要修改的記錄加行級鎖，防止兩個事務修改相同記錄，事務結束，該鎖也會釋放，是粒度最細的鎖，該鎖只能屬于排他鎖。 表級鎖（），主要做用是防止在修改表的數(shù)據(jù)的時候表的結構被其他事務修改。例如：會話在修改表的數(shù)據(jù)時候會得到表A的TM鎖，而此時將不允許其他會話對該表進行變更或者刪除操作（DROP table 或者Alter table等）TXTX鎖（行級鎖、事務鎖） 當一個事務第一次執(zhí)行數(shù)據(jù)更改（Insert、Update、Delete）或使用SELECT FOR UPDATE語句進行查詢時，它即獲得一個TX（事務）鎖，直至該事務結束（執(zhí)行COMMIT或ROLLBACK操作）時，該鎖才被釋放。

19、 在Oracle的每行數(shù)據(jù)上，都有一個標志位來表示該行數(shù)據(jù)是否被鎖定。數(shù)據(jù)行上的鎖標志一旦被置位，就表明該行數(shù)據(jù)被加X鎖。TMTM鎖（表級鎖） 引入意向鎖的目的： 表是由行組成的，當向某個表加鎖時，即要檢查該鎖的申請是否與原有的表級鎖相容；還要檢查該鎖是否與表中的每一行上的鎖相容。 如果表中的數(shù)據(jù)很多，逐行檢查鎖標志的開銷將很大，系統(tǒng)的性能將會受到影響。 對任一結點加鎖時，必須先對它的上層結點加意向鎖。 這樣，事務對表加鎖時，就不再需要檢查表中每行記錄的鎖標志位了，系統(tǒng)效率得以大大提高。TMTM鎖（表級鎖） 表級鎖（TM），主要作用是防止在修改表的數(shù)據(jù)的時候，表的結構發(fā)生變化 示例： 會話1：

20、 update users set u_password=1234 where u_id=05; 會話2： drop table users;TMTM鎖的類型 S鎖 X鎖 意向共享鎖（Intent Share Lock，簡稱IS鎖）：如果要對一個數(shù)據(jù)庫對象加S鎖，首先要對其上級結點加IS鎖，表示它的后裔結點擬（意向）加S鎖； 意向排它鎖（Intent Exclusive Lock，簡稱IX鎖）：如果要對一個數(shù)據(jù)庫對象加X鎖，首先要對其上級結點加IX鎖，表示它的后裔結點擬（意向）加X鎖。 共享意向排它鎖（Shared Intent Exclusive Lock,簡稱SIXSIX鎖）：如果對一個數(shù)

21、據(jù)庫對象加SIX鎖，表示對它加S鎖，再加IX鎖，即SIX=S+IX。例如：事務對某個表加SIX鎖，則表示該事務要讀整個表（所以要對該表加S鎖），同時會更新個別行（所以要對該表加IX鎖）。封鎖機制 當Oracle執(zhí)行SELECTFOR UPDATE時系統(tǒng)自動在所要操作的表上申請表級IS鎖； 當執(zhí)行INSERT、UPDATE、DELETE等DML語句時系統(tǒng)自動在所要操作的表上申請表級IX鎖； 當表級鎖獲得后，系統(tǒng)再自動申請TX鎖，并將實際鎖定的數(shù)據(jù)行的鎖標志位置位(指向該TX鎖)； 可以通過LOCK TABLE語句來指定獲得某種類型的TM鎖。封鎖機制 在Oracle中執(zhí)行DML時自動為表加TM鎖以

22、外，也可以主動為表加TM鎖，語法如下lock table scheme.table inexclusivesharerow exclusiveshare row exclusiverow share*|share update*Mode nowait 如果要釋放它們，只需要使用rollback命令鎖定轉換 在SQL Server等其他數(shù)據(jù)庫中，對于鎖的維護是通過鏈表的數(shù)據(jù)結構。而鏈表容量都會出現(xiàn)瓶頸，一旦鏈表的容量超過了最大限制，將導致鎖定的升級。例如，將某個表上的100個行級鎖定升級為表級鎖定。如果升級成功，那么整個表都被鎖定，其他用戶將無法訪問該表。當然，如果其他用戶也在其他行上設置了獨占

23、鎖，那么鎖定升級將失敗。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)只能花費更多的時間來解決鎖定升級問題。 Oracle中，并不執(zhí)行鎖定升級，而是使用另外一種處理策略鎖定轉換。鎖定轉換與鎖定升級最大的不同在于，鎖定轉換總是盡可能將鎖定限制在較低的級別上。例如，在使用for update語句鎖定表中的某些行之后，除了在被鎖定行上具有獨占鎖之外，也會在整個表上放置row share table lock（在表上放置共享鎖的目的是，其他會話無法獲得該表的獨占鎖，防止獲得表獨占鎖的會話修改表結構。因為修改了表結構，將影響針對數(shù)據(jù)的update操作）。這樣，并不影響其他用戶針對該表的查詢等操作。當實際進行數(shù)據(jù)更新時，將表的row sha

24、re table lock轉換為row exclusive table lock，并執(zhí)行更新操作。 Oracle多粒度封鎖機制的監(jiān)控 為了監(jiān)控系統(tǒng)中鎖的狀況 ，Oracle提供了兩個視圖 V$LOCK視圖列出當前系統(tǒng)持有的或正在申請的所有鎖的情況封鎖機制 V$LOCKED_OBJECTV$LOCKED_OBJECT視圖列出當前系統(tǒng)中哪些對象正被鎖定封鎖機制DDL鎖 也稱為數(shù)據(jù)字典鎖。主要作用保護模式中對象的結構，當執(zhí)行DDL操作的時候，首先Oracle會自動提交一次事務，然后自動給處理對象加鎖；當DDL結束，Oracle會隱式提交事務并釋放DDL鎖，但與DML不同的是，不能顯式要求使用DDL鎖鎖等待與死鎖 用戶沒有良好的編程習慣，偶爾忘記提交事務 操