知识大全 Oracle数据完整性和锁机制简析

Posted 2022-07-16 知

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　　本课内容属于Oracle高级课程范畴内容略微偏向理论性但是与数据库程序开发和管理优化密切相关另外本课的部分内容在前面章节已经涉及请注意理论联系实际

事务

　　事务(Transaction)从通讯的角度看是用户定义的数据库操作序列这些操作要么全做要么全不做是不可分割的一个工作单元事务控制语句称为TCL 一般包括Commit和Rollback

　　事务不是程序事务和程序分属两个概念在RDBMS中一个事务可以有一条SQL语句一组SQL语句或者整个程序一个应用程序又通常包含多个事务

　　事务是恢复和并发控制的基本单元

　　显式事务和隐式事务

　　begin

　　insert into classes_ (bjbh bjmc bjms bzr ssxb bjrs bz)

　　values ( 测试班级测试班级肖丰斌 );

　　mit/rollback;

　　end ;

　　insert into classes_ (bjbh bjmc bjms bzr ssxb bjrs bz)

　　values ( 测试班级测试班级肖丰斌 );

　　mit/rollback;

　　事务的ACID特性和结束方式

　　破坏事务ACID特性的因素包括

　　多个事务并行运行时不同事务的操作交叉执行

　　事务在运行过程中被强行终止

　　事务的结束方式包括

　　并行性和一致性

　　并行性和一致性是针对多用户多事务而非单用户单事务数据库环境的其含义是在多用户多事务环境下针对同一张数据库表的数据存在同时更新（含Update和Insert Delete）的情况

　　并行性意味着多用户能够同时访问数据

　　一致性意味着每个用户看到的数据是一致的

　　为保证数据的一致性一般采用了事务隔离机制（事务隔离模型）又称为事务串行化用来保证事务尽量按照串行的方式执行

　　执行并行事务要防止三种情况

　　脏读事务读取了另外一个没有提交的事务的数据(脏数据)

　　 非重复读 事务重新读取了以前读取的数据结果发现另外一个已经提交的事务已经修改了那些数据

　　 幻影读 一个事务重新执行返回满足条件的行集数据结果发现另外一个已经提交的事务插入了满足条件的其他行的数据

　　隔离层未提交的读模式提交的读模式重复读模式串行化模式脏读可能不可能不可能不可能非重复读可能可能不可能不可能幻影读可能可能可能不可能

　　并行性适用的情况

　　前提条件是必须是多CPU的服务器上执行此时并行性的好处才能显示出来单CPU服务器上实验并行性反而会降低性能

　　&# ;处理对大表(至少万行记录以上)的大数据量查询

　　&# ;处理连接非常大的表查询

　　&# ;处理建立大索引大容量数据装载汇总计算

　　&# ;处理Oracle对象间大量数据拷贝等作业

　　&# ;处理在SMP(对称多处理器)或MPP(大规模并行处理)群和聚合(多机器同时访问同一组磁盘和主数据库)的机器上的查询

　　&# ;处理存放在分布于不同磁盘的多个数据文件中的数据查询

　　&# ;处理需要大量辅助内存的查询如Group by Order By等

　　语句级读一致性和事务级读一致性

　　Oracle锁

　　什么是数据库锁

　　锁是用于防止在访问相同的资源(包括用户对象系统对象内存 Oralce数据字典中的共享数据结构最常见的是数据库表Table对象)时事务之间的有害性交互（存取）的一种机制

　　不同类型的锁代表了当前用户是允许还是阻止其它用户对相同资源的同时存取从而确保不破坏系统数据的完整性一致性和并行性

　　加锁是实现数据库并发控制的一个非常重要的技术当事务在对某个数据对象进行操作前先向系统发出请求对其加锁加锁后事务就对该数据对象有了一定的控制在该事务释放锁之前其他的事务不能对此数据对象进行更新操作

　　两种锁机制

　　共享锁（Share Lock） 即S锁是通过对数据存取的高并行性来实现的加了共享锁的数据库对象可以被其它事务读取但是不能被其它事务修改

　　独占锁（Exclusive Lock） 即X锁又称排它锁是用来防止同时共享相同资源的锁加了独占锁的数据库对象不能被其它事务读取和修改

　　&# ;锁在事务保持期间是被保持的用来防止包括脏读丢失更新和破坏性DLL等交互行为对一个事务中SQL语句所做的修改只有在该事务提交或回滚后才能被其它事务所使用

　　&# ;Commit或Rollback执行后事务所使用的锁被释放

　　死锁

　　锁的类型

　　数据锁(DML锁)

　　用来保证并行访问数据的完整性能够防止同步冲突的DML和DDL操作的破坏性交互是Oracle中主要的锁又包括表级锁（TM锁）和行级锁（TX锁也称为事务锁）

　　( ) TM锁

　　数据锁(DML锁)

　　( ) TX锁及DML锁工作机制

　　TX锁是Transaction eXclusive Lock行级排它锁对一条记录加上TX锁后其他用户不能修改删除该记录

　　&# ;当Oracle 执行DML语句时系统自动在所要操作的表上申请TM类型的锁当TM锁获得后系统再自动申请TX类型的锁并将实际锁定的数据行的锁标志位进行置位这样在事务加锁前检查TX锁相容性时就不用再逐行检查锁标志而只需检查TM锁模式的相容性即可大大提高了系统的效率 TM锁包括了SS SX S X 等多种模式在数据库中用－来表示不同的SQL操作产生不同类型的TM锁

　　数据锁(DML锁)

　　( ) TX锁及DML锁工作机制

　　&# ;在数据行上只有X锁（排他锁）在 Oracle数据库中当一个事务首次发起一个DML语句时就获得一个TX锁该锁保持到事务被提交或回滚当两个或多个会话在表的同一条记录上执行 DML语句时第一个会话在该条记录上加锁其他的会话处于等待状态当第一个会话提交后 TX锁被释放其他会话才可以加锁

　　&# ;当Oracle数据库发生TX锁等待时如果不及时处理常常会引起Oracle数据库挂起或导致死锁的发生产生ORA 的错误这些现象都会对实际应用产生极大的危害如长时间未响应大量事务失败等

　　字典锁(DDL锁)

　　当 DDL命令发出时 Oracle会自动在被处理的对象上添加DDL锁定从而防止对象被其他用户所修改当DDL命令结束以后则释放DDL锁定 DDL锁定不能显式的被请求只有当对象结构被修改或者被引用时才会在对象上添加DDL锁定比如创建或者编译 存储过程时会对引用的对象添加DDL锁定在创建视图时也会对引用的表添加DDL锁定等

　　在执行DDL命令之前 Oracle会自动添加一个隐式提交命令然后执行具体的DDL命令在DDL命令执行结束之后还会自动添加一个隐式提交命令实际上 Oracle在执行DDL命令时都会将其转换为对数据字典表的DML操作比如我们发出创建表的DDL命令时 Oracle会

　　字典锁(DDL锁)

　　将表的名称插入数据字典表tab$里同时将表里的列名以及列的类型插入col$表里等因此在DDL命令中需要添加隐式的提交命令从而提交那些对数据字典表的DML操作即使DDL命令失败它也会发出提交命令 DDL锁包括三种类型

　　&# ;排他的DDL锁定(Exclusive DDL Lock) 大部分的DDL操作都会在被操作的对象上添加排他的DDL锁定从而防止在DDL命令执行期间对象被其他用户所修改当对象上添加了排他的DDL锁定以后该对象上不能再添加任何其他的DDL锁定如果是对表进行DDL命令则其他进程也不能修改表里的数据

　　字典锁(DDL锁)

　　&# ;共享的DDL锁定(Shared DDL Lock ) 用来保护被DDL的对象不被其他用户进程所更新但是允许其他进程在对象上添加共享的DDL锁定如果是对表进行DDL命令则其他进程可以同时修改表里的数据比如我们发出create view命令创建视图时在视图的所引用的表(这种表也叫基表)上添加的就是共享的DDL命令也就是说在创建视图时其他用户不能修改基表的结构但是可以更新基表里的数据

　　内部锁

　　内部锁保护内部数据库结构如数据文件对用户是不可见的

　　字典锁(DDL锁)

　　&# ;可打破的解析锁定(Breakable Parsed Lock)

　　在shared pool里缓存的SQL游标或者PL/SQL程序代码都会获得引用对象上的解析锁定如果我们发出DDL命令修改了某个对象的结构时该对象相关的位于 shared pool里的解析锁定就被打破从而导致引用了该对象的SQL游标或者PL/SQL程序代码全都失效下次再次执行相同的SQL语句时需要重新解析这也就是所谓的SQL语句的reload了可打破的解析锁定不会阻止其他的DDL锁定如果发生与解析锁定相冲突的DDL锁定则解析锁定也会被打破

　　死锁的解决

　　查找锁

　　 Kill 操作系统进程

　　Orakill 实例名操作系统进程ID

　　Orakill oralearn

　　其中oralearn是数据库sid 是第二步查出spid

　　数据完整性

　　常用的数据完整性约束规则包括

　　 NOT NULL

　　唯一关键字

　　主关键字

　　外键

　　检查项Check

　　由于本部分内容再前面的章节中已经穿插讲解本处不再赘述

　　要点及习题

　　习题

　　什么是事务请解释什么是显式事务和隐式事务

　　事务具有哪四个特性？并行性事务主要使用的情况是什么请举出四种情况

　　事务级读一致性包括那三种类型并列表说明其相同点和不同点

　　什么是数据库锁包括那两种大的类型？TM锁又包括那些类型？

　　将表级锁和行级锁结合起来举例解释数据锁的工作机制

　　什么是死锁？死锁解决的步骤是什么？

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