1、nvl Oracle 的并發(fā)控制與多版本oracle nvl：Oracle的并發(fā)控制與多版本開發(fā)多用戶數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，最大的難題之一是：一方面要力爭最大的并發(fā)訪問，而同時還要確保每一用戶能以一致的方式讀取和修改數(shù)據(jù)。力爭最大的并發(fā)訪問需要用鎖定機(jī)制，而確保一致讀和修改數(shù)據(jù)則需要一些并發(fā)控制機(jī)制。1.并發(fā)控制并發(fā)控制(concurrency control)是數(shù)據(jù)庫提供的函數(shù)集合，允許多個人同時訪問和修改數(shù)據(jù)。鎖(lock)是Oracle管理共享數(shù)據(jù)庫資源并發(fā)訪問并防止并發(fā)數(shù)據(jù)庫事務(wù)之間相互干涉的核心機(jī)制之一?？偨Y(jié)一下，Oracle使用了多種鎖，包括：TX鎖：修改數(shù)據(jù)的事務(wù)在執(zhí)行期間會獲得這種鎖。T

2、M鎖和DDL鎖：在你修改一個對象的內(nèi)容(對于TM鎖)或?qū)ο蟊旧?對應(yīng)DDL鎖)時，這些鎖可以確保對象的結(jié)構(gòu)不被修改。閂(latch)：這是Oracle的內(nèi)部鎖，用來協(xié)調(diào)對其共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的訪問。Oracle對并發(fā)的支持不僅使用高效的鎖定，還實現(xiàn)了一種多版本體系結(jié)構(gòu)，它提供了一種受控但高度并發(fā)的數(shù)據(jù)訪問。這里的多版本指的是可以同時地物化多個版本的數(shù)據(jù)，這也是Oracle提供讀一致性視圖的機(jī)制。多版本有一個很好的副作用，即數(shù)據(jù)的讀取器(reader)絕對不會被數(shù)據(jù)的寫入器(writer)所阻塞。換句話說，寫不會阻塞讀。這是Oracle與其他數(shù)據(jù)庫之間的一個根本區(qū)別。默認(rèn)情況下，Oracle的讀一致性

3、多版本視圖是應(yīng)用與語句級的，即對應(yīng)與每一個查詢。也可以改為事務(wù)級的。數(shù)據(jù)庫中事務(wù)的基本作用是將數(shù)據(jù)庫從一種一致狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N一種狀態(tài)。ISO SQL標(biāo)準(zhǔn)指定了多種事務(wù)隔離級別(transaction isolation level)，這些隔離級別定義了一個事務(wù)對其他事務(wù)做出的修改有多敏感。越是敏感，數(shù)據(jù)庫在應(yīng)用執(zhí)行的各個事務(wù)之間必須提供的隔離程度就越高。2.事務(wù)隔離級別ANSI/ISO SQL標(biāo)準(zhǔn)定義了4種事務(wù)隔離級別，對于相同的事務(wù)，采用不同的隔離級別分別有不同的結(jié)果。也就是說，即使輸入相同，而且采用同樣的方式來完成同樣的工作，也可能得到完全不同的答案，這取決于事務(wù)的隔離級別。這些隔離級別

4、是根據(jù)3個現(xiàn)象定義的，以下就是給定隔離級別可能允許或不允許的3種現(xiàn)象：a)臟讀(dirty read)：你能讀取未提交的數(shù)據(jù)，也就是臟數(shù)據(jù)。只要打開別人正在讀寫的一個OS文件(不論文件中有什么數(shù)據(jù))，就可以達(dá)到臟讀的效果。如果允許臟讀，將影響數(shù)據(jù)完整性，另外外鍵約束會遭到破壞，而且會忽略惟一性約束。b)不可重復(fù)讀(nonrepeatable read)：這意味著，如果你在T1時間讀取某一行，在T2時間重新讀取這一行時，這一行可能已經(jīng)有所修改。也許它已經(jīng)消失，有可能被更新了，等等。這里的修改是已經(jīng)提交了的，與臟讀不同。c)幻像讀(phantom read)：這說明，如果你在T1時間執(zhí)行一個查詢，

5、而在T2時間再執(zhí)行這個查詢，此時可能已經(jīng)向數(shù)據(jù)庫中增加了另外的行，這會影響你的結(jié)果。與不可重復(fù)讀的區(qū)別在于：在幻像讀中，已經(jīng)讀取的數(shù)據(jù)不會改變，只是與以前相比，會有更多的數(shù)據(jù)滿足你的查詢條件。SQL隔離級別是根據(jù)這些現(xiàn)象來描述級別的，并沒有強(qiáng)制采用某種特定的鎖定機(jī)制或硬性規(guī)定的特定行為，這就允許多種不同的鎖定/并發(fā)機(jī)制存在。表1 ANSI隔離級別隔離級別臟讀不可重復(fù)讀幻像讀READ UNCOMMITTED允許允許允許READ COMMITTED允許允許REPEATABLE READ允許SERIALIZABLE SQL的隔離級別表明Read Committed不能提供一致性的結(jié)果，因為有可能產(chǎn)生

6、不可重復(fù)讀和幻想讀，而在Oracle中，Read Committed則有得到讀一致查詢所需的屬性。另外，Oracle還秉承了READ UNCOMMITTED的精神。(有些數(shù)據(jù)庫)提供臟讀的目的是為了支持非阻塞讀，也就是說，查詢不會被同一個數(shù)據(jù)的更新所阻塞，也不會因為查詢而阻塞同一數(shù)據(jù)的更新。不過，Oracle不需要臟讀來達(dá)到這個目的，而且也不支持臟讀。但在其他數(shù)據(jù)庫中必須實現(xiàn)臟讀來提供非阻塞讀。除了SQL定義的4個隔離級別外，Oracle還定義了另外一個級別，叫做Read Only。READ ONLY事務(wù)相對于無法在SQL中完成任何修改的REPEATABLE READ或SERIALIZABLE

7、事務(wù)。如果事務(wù)使用READ ONLY隔離級別，只能看到事務(wù)開始那一刻提交的修改，但是插入、更新和刪除不允許采用這種模式(其他會話可以更新數(shù)據(jù)，但是READ ONLY事務(wù)不行)。如果使用這種模式，可以得到REPEATABLE READ和SERIALIZABLE級別的隔離性。以下分別介紹一下這幾個隔離級別。2.1 READ UNCOMMITTED這個隔離級別允許臟讀，但Oracle不利用臟讀，甚至不允許臟讀。其實Read Uncommitted的根本目標(biāo)是提供一個基于標(biāo)準(zhǔn)的定義以支持非阻塞讀。而Oracle是默認(rèn)支持非阻塞讀的。臟讀是不是一個特性，而是一個缺點(diǎn)。Oracle根本不需要臟讀，Orac

8、le可以完全得到臟讀的所有好處(即無阻塞)，而不會帶來任何不正確的結(jié)果。它是怎么實現(xiàn)的?當(dāng)我們在開始的時候查詢一個表中的數(shù)據(jù)，并修改了這個數(shù)據(jù)，而在事務(wù)的過程中如果有其他事務(wù)準(zhǔn)備查詢這個數(shù)據(jù)，Oracle會使用多版本創(chuàng)建該塊的一個副本，包含原來沒修改的值，這樣一來，Oracle就有效地繞過了已修改的數(shù)據(jù)，它沒有讀修改后的值，而是從undo段，也稱為回滾(rollback)重新建立原數(shù)據(jù)。因此可以返回一致而且正確的答案，而無需等待事務(wù)提交。而那些允許臟讀的數(shù)據(jù)庫就會讀到修改過的數(shù)據(jù)。2.2 READ COMMITTED READ COMMITTED隔離級別是指，事務(wù)只能讀取數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)

9、。這里沒有臟讀，不過可能有不可重復(fù)讀(也就是說，在同一個事務(wù)中重復(fù)讀取同一行可能返回不同的答案)和幻像讀(與事務(wù)早期相比，查詢不光能看到已經(jīng)提交的行，還可以看到新插入的行)。在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中，READ COMMITTED可能是最常用的隔離級別了，這也是Oracle數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)模式，很少看到使用其他的隔離級別。在Oracle中，由于使用多版本和讀一致查詢，無論是使用READ COMMITTED還是使用READ UNCOMMITTED，對同一表進(jìn)行查詢得到的答案總是一樣的。Oracle會按查詢開始時數(shù)據(jù)的樣子對已修改的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，恢復(fù)其本來面目，因此會返回數(shù)據(jù)庫在查詢開始時的答案。如果采用其他數(shù)據(jù)

10、庫在Read Committed隔離級別時，別的用戶在查詢期間如果事務(wù)未提交，則別的用戶需要等待，直到事務(wù)提交，而且最后得到的結(jié)果還可能不正確(因為不可重復(fù)讀)。自己建了一個測試表t，發(fā)現(xiàn)Oracle的事務(wù)隔離級別為Read Committed時，不可重復(fù)讀現(xiàn)象是會產(chǎn)生的。具體做法如下(下一行的時間比上一行后)：會話1：會話2 create table t(x int)；insert into tvalues(1)；insert into tvalues(2)；commit；delete from twhere x=2(開始事務(wù))update tset x=10 where x=1 selec

11、t*from t(x=1)commit；select*from t(x=10)commit；可見Oracle的Read Commited還是會返回不同的結(jié)果的。不知道書中為什么說會返回同樣的結(jié)果。望高手解答！(這里要得到一致的結(jié)果只能設(shè)為SEAIALIZABLE才能得到，而且還要每次transaction開始的時候設(shè)定)2.3 REPEATABLE READ REPEATABLE READ的目標(biāo)是提供這樣一個隔離級別，它不僅能給出一致的正確答案，還能避免丟失更新。一致性讀：如果隔離級別是REPEATABLE READ，從給定查詢得到的結(jié)果相對于某個時間點(diǎn)來說應(yīng)該是一致的。大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(不包括O

12、racle)都通過使用低級的共享讀鎖來實現(xiàn)可重復(fù)讀。共享讀鎖會防止其他會話修改我們已經(jīng)讀取的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，這會降低并發(fā)性。Oracle則采用了更具并發(fā)性的多版本模型來提供讀一致的答案。在Oracle中，通過使用多版本，得到的答案相對于查詢開始執(zhí)行那個時間點(diǎn)是一致的。在其他數(shù)據(jù)庫中，通過使用共享讀鎖，可以得到相對于查詢完成那個時間點(diǎn)一致的答案，也就是說，查詢結(jié)果相對于我們得到的答案的那一刻是一致的.但是使用共享讀鎖來得到一致性的結(jié)果有副作用之一：數(shù)據(jù)的讀取器會阻塞數(shù)據(jù)的寫入器。它會影響并發(fā)性。還有一個副作用是數(shù)據(jù)的讀取器經(jīng)常和寫入器互相死鎖。可以看到，Oracle中可以得到語句級的讀一致性，而不會

13、帶來讀阻塞寫的現(xiàn)象，也不會導(dǎo)致死鎖。Oracle從不使用共享讀鎖，從來不會。Oracle選擇了多版本機(jī)制，盡管更難實現(xiàn)，但絕對更具并發(fā)性。丟失更新：在采用共享讀鎖的數(shù)據(jù)庫中，REPEATABLE READ的一個常見用途是防止丟失更新。在一個采用共享讀鎖(而不是多版本)的數(shù)據(jù)庫中，如果啟用了REPEATABLE READ，則不會發(fā)生丟失更新錯誤。這些數(shù)據(jù)庫中之所以不會發(fā)生丟失更新，原因是：這樣選擇數(shù)據(jù)就會在上面加一個鎖，數(shù)據(jù)一旦由一個事務(wù)讀取，就不能被任何其他事務(wù)修改。如此說來，如果你的應(yīng)用認(rèn)為REPEATABLE READ就意味著丟失更新不可能發(fā)生，等你把應(yīng)用移植到一個沒有使用共享讀鎖作為底層

14、并發(fā)控制機(jī)制的數(shù)據(jù)庫時，就會痛苦地發(fā)現(xiàn)與你預(yù)想的并不一樣。盡管聽上去使用共享讀鎖好像不錯，但你必須記住，如果讀取數(shù)據(jù)時在所有數(shù)據(jù)上都加共享讀鎖，這肯定會嚴(yán)重地限制并發(fā)讀和修改。所以，盡管在這些數(shù)據(jù)庫中這個隔離級別可以防止丟失更新，但是與此同時，也使得完成并發(fā)操作的能力化為烏有！對于這些數(shù)據(jù)庫，你無法魚和熊掌兼得。2.4 SEAIALIZABLE一般認(rèn)為這是最受限的隔離級別，但是它也提供了最高程度的隔離性。SERIALIZABLE事務(wù)在一個環(huán)境中操作時，就好像沒有別的用戶在修改數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一樣。我們讀取的所有行在重新讀取時都肯定完全一樣，所執(zhí)行的查詢在整個事務(wù)期間也總能返回相同的結(jié)果。Orac

15、le采用了一種樂觀的方法來實現(xiàn)串行化，它認(rèn)為你的事務(wù)想要更新的數(shù)據(jù)不會被其他事務(wù)所更新，而且把寶押在這上面。一般確實是這樣的，所以說通常這個寶是押對了，特別是在事務(wù)執(zhí)行得很快的OLTP型系統(tǒng)中。盡管在其他系統(tǒng)中這個隔離級別通常會降低并發(fā)性，但是在Oracle中，倘若你的事務(wù)在執(zhí)行期間沒有別人更新你的數(shù)據(jù)，則能提供同等程度的并發(fā)性，就好像沒有SERIALIZABLE事務(wù)一樣。另一方面，這也是有缺點(diǎn)的，如果寶押錯了，你就會得到ORA_08177錯誤。Oracle試圖完全在行級得到這種隔離性，但是即使你想修改的行尚未被別人修改后，也可能得到一個ORA-01877錯誤。發(fā)生ORA-01877錯誤的原因

16、可能是：包含這一行的塊上有其他行正在被修改。2.5 READ ONLY READ ONLY事務(wù)與SERIALIZABLE事務(wù)很相似，惟一的區(qū)別是READ ONLY事務(wù)不允許修改，因此不會遭遇ORA-08177錯誤。READ ONLY事務(wù)的目的是支持報告需求，即相對于某個時間點(diǎn)，報告的內(nèi)容應(yīng)該是一致的。在其他系統(tǒng)中，為此要使用REPEATABLE READ，這就要承受共享讀鎖的相關(guān)影響。在Oracle中，則可以使用READ ONLY事務(wù)。采用這種模式，如果一個報告使用50條SELECT語句來收集數(shù)據(jù)，所生成的結(jié)果相對于某個時間點(diǎn)就是一致的，即事務(wù)開始的那個時間點(diǎn)。你可以做到這一點(diǎn)，而無需在任何地

17、方鎖定數(shù)據(jù)。為達(dá)到這個目標(biāo)，就像對單語句一樣，也使用了同樣的多版本機(jī)制。會根據(jù)需要從回滾段重新創(chuàng)建數(shù)據(jù)，并提供報告開始時數(shù)據(jù)的原樣。不過，READ ONLY事務(wù)也不是沒有問題。在SERIALIZABLE事務(wù)中你可能會遇到ORA-08177錯誤，而在READ ONLY事務(wù)中可能會看到ORA-1555：snapshot too old錯誤。如果系統(tǒng)上有人正在修改你讀取的數(shù)據(jù)，就會發(fā)生這種情況。對這個信息所做的修改(undo信息)將記錄在回滾段中。但是回滾段以一種循環(huán)方式使用，這與重做日志非常相似。報告運(yùn)行的時間越長，重建數(shù)據(jù)所需的undo信息就越有可能已經(jīng)不在那里了。回滾段會回繞，你需要的那部分回

18、滾段可能已經(jīng)被另外某個事務(wù)占用了。此時，就會得到ORA-1555錯誤，只能從頭再來。3.多版本讀一致性的含義我們要理解多版本的機(jī)制和含義，才能正確地得到我們想要的結(jié)果。例如在常用的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)中，我們經(jīng)常是在某個時刻t1從事務(wù)系統(tǒng)拉出數(shù)據(jù)，作為最初填充數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)，然后在過一段時間后，在時刻t2，再從事務(wù)系統(tǒng)拉出自t1時刻修改過的所有記錄，并把修改合并到數(shù)據(jù)倉庫中。這一種方式對于其他讀會被寫阻塞，寫會被讀阻塞的系統(tǒng)來說，確是可以很好工作。因為在t1時刻如果存在被修改的行，那么我們讀的時候會堵塞，直到事務(wù)提交，那么t1到t2修改過的所有記錄會包括這一行。但如果采用多版本，同樣的一行在t1時刻之

19、前已被修改，但未提交，那么還采用這個策略的話，只會拉出t1時刻未修改的數(shù)據(jù)。然后在t2時刻拉出自t1時刻修改過的所有記錄，但是這一行是t1時刻之前修改的，所以不包含在內(nèi)。所以我們永遠(yuǎn)到拉不到那個在t1時刻之前修改的數(shù)據(jù)。解決的方式是我們需要用稍微不同的方式來得到現(xiàn)在的時間。應(yīng)該查詢V$TRANSACTION，找出最早的當(dāng)前時間是什么，以及這個視圖中START_TIME列記錄的時間。我們需要拉出自最老事務(wù)開始時間(如果沒有活動事務(wù)，則取當(dāng)前的SYSDATE值)以來經(jīng)過修改的所有記錄：selectnvl(min(to_date(start_time,mm/dd/rr hh24：mi：ss),sys

20、date)from v$transaction；這樣他會得到在t1之前這樣被修改的時間，并拉出自那個時間以來修改的數(shù)據(jù)，最后把修改合并到數(shù)據(jù)倉庫中。還有一個例子是熱表上的I/O超出期望值，這就是生產(chǎn)環(huán)境中在一個大負(fù)載條件下，一個查詢使用的I/O比你在測試或開發(fā)系統(tǒng)時觀察到的I/O要多得多，而你無法解釋這一現(xiàn)象。你查看查詢執(zhí)行的I/O時，注意到它比你在開發(fā)系統(tǒng)中看到的I/O次數(shù)要多得多，多得簡直不可想像。然后，你再在測試環(huán)境中恢復(fù)這個實例，卻發(fā)現(xiàn)I/O又降下來了。但是到了生產(chǎn)環(huán)境中，它又變得非常高(但是好像還有些變化：有時高，有時低，有時則處于中間)?？梢钥吹剑斐蛇@種現(xiàn)象的原因是：在你測試系統(tǒng)

21、中，由于它是獨(dú)立的，所以不必撤銷事務(wù)修改。不過，在生產(chǎn)系統(tǒng)中，讀一個給定的塊時，可能必須撤銷(回滾)多個事務(wù)所做的修改，而且每個回滾都可能涉及I/O來獲取undo信息并應(yīng)用于系統(tǒng)。4.寫一致性現(xiàn)在來看看寫方面會怎樣，例如運(yùn)行以下語句：Update tset x=2 where y=5在該語句運(yùn)行時，有人將這條語句已經(jīng)讀取的一行從Y=5更新為Y=6，并提交，如果是這樣會發(fā)生什么情況?也就是說，在UPDATE開始時，某一行有值Y=5。在UPDATE使用一致讀來讀取表時，它看到了UPDATE開始時這一行是Y=5。但是，現(xiàn)在Y的當(dāng)前值是6，不再是5了，在更新X的值之前，Oracle會查看Y是否還是5。

22、現(xiàn)在會發(fā)生什么呢?這會對更新有什么影響?顯然，我們不能修改塊的老版本，修改一行時，必須修改該塊的當(dāng)前版本。另外，Oracle無法簡單地跳過這一行，因為這將是不一致讀，而且是不可預(yù)測的。在這種情況下，我們發(fā)現(xiàn)Oracle會從頭重新開始寫修改。4.1一致讀和當(dāng)前讀Oracle處理修改語句時會完成兩類塊獲取。它會執(zhí)行：一致讀(Consistent read)：發(fā)現(xiàn)要修改的行時，所完成的獲取就是一致讀。當(dāng)前讀(Current read)：得到塊來實際更新所要修改的行時，所完成的獲取就是當(dāng)前讀。如果兩個會話按順序執(zhí)行以下語句會發(fā)生什么情況呢?例如Update tset y=10 where y=5；Update tSet x=x+1