资料来自官方文档：

https://docs.oracle.com/database/121/CNCPT/consist.htm#CNCPT1333

https://docs.oracle.com/database/121/SQLRF/statements_9016.htm#SQLRF01605

latch主要内容来自：https://blog.csdn.net/yangshangwei/article/details/53725617

本章节主要介绍的oracle锁总主要包含两种类型的锁：

1.enquences 队列类型的锁，通常跟业务相关的锁（本章主要讨论的就是这种锁）

2.latches 系统锁，比如内存使用，sql解析方面的问题。

实验环境oracle版本都是19.3

1.为什么会有锁？

为了数据并发与一致性

在单用户数据库中，一个用户可以修改数据而不必担心其他用户同时修改相同的数据。但是，在多用户数据库中，多个并发事务中的语句可能会更新相同的数据。同时执行的事务必须产生有意义且一致的结果。

多用户数据库必须提供以下内容：

• 保证用户可以同时访问数据（数据并发）

• 保证每个用户看到数据的一致视图（数据一致性），包括用户自己的事务和其他用户提交的事务所做的可见更改

为了在事务并发运行时描述一致的事务行为，数据库研究人员定义了一个称为可串行化的事务隔离模型。可序列化事务在一种环境中运行，使其看起来好像没有其他用户正在修改数据库中的数据。

虽然事务之间的这种隔离程度通常是可取的，但在可序列化模式下运行许多应用程序会严重影响应用程序吞吐量。并发运行事务的完全隔离可能意味着一个事务不能执行插入到另一个事务正在查询的表中。简而言之，现实世界的考虑通常需要在完美的事务隔离和性能之间进行折衷。

Oracle 数据库通过使用多版本一致性模型和各种类型的锁和事务来维护数据一致性。通过这种方式，数据库可以向多个并发用户呈现数据视图，每个视图都与一个时间点保持一致。由于不同版本的数据块可以同时存在，事务可以读取查询所需时间点提交的数据版本，并返回与单个时间点一致的结果。

2.Oracle 数据库锁定机制概述

 值得注意的是：分布式事务的非常特殊的情况下，数据的读取可能不得不等待相同数据块的写入。

2.2锁的使用

在单用户数据库中，不需要锁定，因为只有一个用户在修改信息。但是，当多个用户访问和修改数据时，数据库必须提供一种防止对同一数据进行并发修改的方法。

锁实现了以下重要的数据库要求：

• 一致性

  在用户完成提交之前，会话正在查看或更改的数据不得被其他会话更改。

• 完整性

  数据和结构必须以正确的顺序反映对它们所做的所有更改。

Oracle 数据库通过其锁定机制在事务之间提供数据并发性、一致性和完整性。锁定自动发生，无需用户操作。

请感受下面这个案例：

sid为197的建立一张表t,且插入一条记录，不提交这条记录。

 sid为205的插入同样的一条记录。

set lin 200 pages 200
select distinct sid from v$mystat;
select distinct sid,id1,id2,addr,type,lmode,block from v$lock where type in (‘TX‘,‘TM‘) ORDER BY 1,2;
select sid,seq#,event FROM v$session_wait where sid in (197,205);

常见的TM表级锁，ID1表示被锁定的对象的OBJECT_ID，ID2此时为0；对于 TX 锁，这两个字段构成了事务在回滚段中的位置。

当锁类型为TX事务锁时ID1和ID2的含义如下：
ID1对应视图V$TRANSACTION中的XIDUSN字段和XIDSLOT字段。其中ID1的高16位为XIDUSN，低16位为XIDSLOT。
ID2对应视图V$TRANSACTION中的XIDSQN字段。

 select OBJECT_ID,owner,OBJECT_NAME,OBJECT_TYPE from dba_objects where OBJECT_ID in (107036);

 可以查看的是sid197，205的首先加了一个表级锁，sid为205会话被sid197的阻塞，TX行级锁；后面会详细介绍。

例如查看TX,AE,TM锁类型：

select distinct type,name,DESCRIPTION from v$lock_type a where a.TYPE in (‘TX‘,‘AE‘,‘TM‘);

 Oracle 数据库在执行 SQL 语句时会自动获取必要的锁。例如，在数据库允许会话修改数据之前，会话必须先锁定数据。锁赋予会话对数据的独占控制权，因此在释放锁之前没有其他事务可以修改锁定的数据。

LMODE的数字0-6代表的是：

• 0 - none 没有锁

• 1 - null (NULL) 空

• 2 - row-S (SS)行共享 (RS)

• 3 - row-X (SX)也叫行级排他锁 (RX)

• 4 - share (S)共享表锁 (S)

• 5 - S/Row-X也叫共享行级排他锁SRX)

• 6 - exclusive (X)表级排他锁 (X) alter table, drop table, drop index, truncate table操作等

2.3锁定模式

Oracle 数据库自动使用最低的适用的限制级别以提供最高程度的数据并发性，同时还提供故障安全数据完整性。级别限制越少，其他用户访问的数据就越多。相反，级别越严格，其他事务在它们可以获取的锁类型方面就越有限。

Oracle 数据库在多用户数据库中使用两种锁定模式：

• 独占锁定模式

  此模式可防止共享关联的资源。事务在修改数据时获得排他锁。第一个独占锁定资源的事务是唯一可以更改资源的事务，直到独占锁被释放。

• 共享锁定模式

  此模式允许共享关联的资源，具体取决于所涉及的操作。多个读取数据的用户可以共享数据，每个用户都持有一个共享锁，以防止需要排他锁的写入者进行并发访问。多个事务可以在同一资源上获取共享锁。

假设事务使用SELECT ... FOR UPDATE语句来选择单个表行。事务获取排他行锁和行共享表锁。行锁允许其他会话修改锁定行以外的任何行，而表锁防止会话更改表的结构。因此，数据库允许执行尽可能多的语句。

2.3锁转换和升级 

Oracle 数据库执行锁转换有必要的。在锁转换中，数据库会自动将限制性较低的表锁转换为限制性较高的表锁。

例如，假设一个事务SELECT ... FOR UPDATE ，然后更新了锁定的行。在这种情况下，数据库会自动将行共享表锁转换为行排他表锁。事务为事务中插入、更新或删除的所有行持有排它行锁。因为行锁是在*别的限制下获取的，所以不需要或执行锁转换。

锁转换与锁升级不同，锁升级是在一个粒度级别（例如，行）持有大量锁并且数据库将锁提升到更高粒度级别（例如，表）时发生的。如果用户锁定一个表中的许多行，那么某些数据库会自动将行锁定升级到单个表。锁的数量减少了，但锁定的限制增加了。

Oracle 数据库从不升级锁。锁升级大大增加了死锁的可能性。假设系统试图代表事务 1 升级锁，但由于事务 2 持有锁而无法升级。如果事务 2 还需要对相同数据进行锁升级才能继续进行，则会创建死锁。

select distinct sid,id1,id2,addr,type,lmode,block from v$lock where type in (‘TX‘,‘TM‘) ORDER BY 1,2;
select OBJECT_ID,owner,OBJECT_NAME,OBJECT_TYPE from dba_objects where OBJECT_ID in (107036);

 可以看到的是，sid为35首先发出SELECT ... FOR UPDATE 语句，数据库会自动将共享表锁转换为表级排他锁 LMOD为6和行排他表锁LMOD为3；sid的会话一直在等待资源释放。

2.4锁定持续时间

由于未使用索引的外键而对子表采取的表锁定在语句期间保持，而不是在事务期间保持。此外，如“用户定义锁概述”中所述，该DBMS_LOCK包使用户定义的锁能够随意释放和分配，甚至可以跨越事务边界。

Oracle 数据库在提交或回滚时释放事务中的语句获取的所有锁。当回滚到savepoint时，Oracle 数据库还会释放在savepoint之后获取的锁。但是，只有不等待先前锁定资源的事务才能获取对现在可用资源的锁定。等待事务继续等待，直到原始事务完全提交或回滚。

2.5死锁

死锁是其中两个或更多用户正在等待由相互锁定的数据的情况。死锁会阻止某些事务继续工作。

Oracle 数据库自动检测死锁并通过回滚死锁中涉及的一条语句来解决死锁，释放一组冲突的行锁。数据库向进行语句级回滚的事务返回相应的消息。回滚的语句属于检测到死锁的事务。通常，发出信号的事务应该显式回滚，但它可以在等待后重试回滚语句。

3.锁的分类

Oracle 数据库代表事务自动锁定资源，以防止其他事务执行需要对同一资源进行独占访问的操作。数据库根据资源和正在执行的操作自动获取不同级别限制的不同类型的锁。

执行简单读取时，数据库从不锁定行。

官方分为以下三类，没有找到官方有乐观，悲观的分类（有的关，可以留言提示我），虽然看到网络上有很多这种分类的，官方有提到显示，当然对立的就是隐示了。

1. 自动锁    

2. 手动锁        

3. 用户自定义锁   

3.1 自动锁

一个DML锁，也称为数据锁定，保证多个用户同时访问数据的完整性。例如，DML 锁可防止两个客户购买在线书商提供的最后一本图书。DML 锁可防止同时发生冲突的 DML 或 DDL 操作的破坏性干扰。

DML 语句自动获取以下类型的锁： 

• 行锁 (TX)

• 表锁 (TM)

3.1.1.1行锁 (TX)

如果事务因数据库实例故障而终止，则块级恢复会在整个事务恢复之前使一行可用。

如果一个事务获得了某行的锁，那么该事务也会为包含该行的表获得一个锁。表锁可防止冲突的 DDL 操作覆盖当前事务中的数据更改。下图说明了表中第三行的更新。Oracle 数据库自动在更新的行上放置一个排他锁，并在表上放置一个子排他锁。

修改employees这张表的employee_id 为100的这行， 会有一个表锁和行锁，这就是为啥SELECT ... FOR UPDATE 语句，据库会自动将共享表锁转换为独占表锁 LMOD为6和行排他表锁LMOD为3；一直等提交或者回滚资源才释放。

行锁和并发

select distinct sid from v$mystat;
create table ph_1(id int primary key);
create table st_1(id int, constraint fk_st_1 foreign key (id) references ph_1(id));
insert into ph_1 select rownum from dual connect by rownum <=10;
commit;
update ph_1 set id=11 where id=1; --不提交

create table latch_table1 as select * from dba_objects;
create or replace procedure p1 as
      l number;
   begin
      for i in 1 .. 20000 loop
        select count(*) into l from latch_table1 where object_type = ‘TABLE‘;
      end loop;
      dbms_output.put_line(‘successfully‘);
    end;
    /

select distinct sid from v$mystat;
exec p1;
select distinct sid from v$mystat;
exec p1;

select distinct sid from v$mystat;
select * from v$latchholder;
select SID,EVENT from V$SESSION_WAIT where wait_class <> ‘Idle‘;

3.2 手动锁

官方的文档翻译如下：

Oracle 数据库自动执行锁定以确保数据并发性、数据完整性和语句级读取一致性。但是，可以手动覆盖 Oracle 数据库默认锁定机制。在以下情况下，覆盖默认锁定很有用：

• 应用程序需要事务级读取一致性或可重复读取。

  在这种情况下，查询必须在事务期间生成一致的数据，而不是反映其他事务的更改。可以通过使用显式锁定、只读事务、可序列化事务或覆盖默认锁定来实现事务级读取一致性。

• 应用程序要求事务具有对资源的独占访问权限，以便事务不必等待其他事务完成。可以覆盖 Oracle 数据库在会话或事务级别自动锁定。在会话级别，会话可以使用ALTER SESSION语句设置所需的事务隔离级别。在事务级别，包含以下 SQL 语句的事务会覆盖 Oracle 数据库默认锁定：

• SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL声明

• LOCK TABLE（其锁定或者一个表或者，享有使用时，基表）语句

• SELECT ... FOR UPDATE声明

前面语句获取的锁在事务结束或回滚到保存点后释放。

如果在任何级别覆盖 Oracle 数据库默认锁定，则数据库管理员或应用程序开发人员应确保覆盖锁定过程正确运行。锁定过程必须满足以下条件：保证数据完整性，可接受数据并发，不可能发生死锁或已适当处理死锁。

而实际的测试如下：

3.2.1 row share mode为2的测试

 实验如下：

create table t as select * from dba_objects;

update t set object_id=rownum;

 commit;

lock table t in row share mode;

select distinct sid from v$mystat;

select distinct sid from v$mystat;

select distinct sid,id1,id2,addr,type,lmode,block from v$lock where type in (‘TX‘,‘TM‘) ORDER BY 1,2;

select OBJECT_ID,owner,OBJECT_NAME,OBJECT_TYPE from dba_objects where OBJECT_ID in (107264);

 update t set object_id=3 where object_id=2;

 insert into t select * from t where object_id=1;

select distinct sid,id1,id2,addr,type,lmode,block from v$lock where type in (‘TX‘,‘TM‘) ORDER BY 1,2

delete from t where object_id=3;

commit;

在row share mode模式下，可以进行增删改查，以及for update 操作。能不能进行DDL操作呢？

答案是不可以的。必须等待前面锁释放了才能。排斥的是独占表锁 (X)，6模式，这个锁是最严格的，禁止其他事务执行任何类型的 DML 语句或在表上放置任何类型的锁，即有了6就不会在有其他的锁，有了其他的锁就不会有6这个锁。

3.2.2 row exclusive mode为3的测试

 跟在row share mode模式下一样，row exclusive mode可以进行增删改查，以及for update 操作。

3.2.3 share mode为4 测试

经测试,即mode为4的share 模式，只能进行select 操作。

3.2.4 share row exclusive mode为5的模式

 可以看到，进行非select 操作，都会等待锁释放。只有select（非for  update） 操作才能进行。

3.2.5 exclusive mode为6的模式

可以看到，非select 操作，都会等待锁释放。只有select（非for  update） 操作才能进行。

3.2.6总结：

 从2-6是级别越来越严格的操作，所有模式都排斥6，因为6模式，这个锁是最严格的，禁止其他事务执行任何类型的 DML语句或在表上放置任何类型的锁，即有了6就不能再有其他的锁，有了其他的锁就不能再有6这个锁。

3.3 用户自定义锁

使用 Oracle 数据库锁管理服务，可以为特定应用程序定义自己的锁。例如，您可以创建一个锁来序列化对文件系统上的消息日志的访问。由于保留用户锁与 Oracle 数据库锁相同，因此它具有所有 Oracle 数据库锁功能，包括死锁检测。用户锁永远不会与 Oracle 数据库锁冲突，因为它们用前缀UL。

Oracle 数据库锁管理服务可通过DBMS_LOCK包中的过程获得。可以在 PL/SQL 块中包含以下语句：

• 请求特定类型的锁

• 给锁一个唯一的名字，这个名字可以在同一个或另一个实例的另一个过程中识别

• 更改锁类型

• 释放锁

4.锁的查看

4.1 select 锁查看

 select 是没有锁的。

以最常见的TM表级锁定为例，ID1表示被锁定的对象的OBJECT_ID，ID2此时为“0”。
当所类型为TX事务锁时ID1和ID2的含义如下：
ID1对应视图V$TRANSACTION中的XIDUSN字段和XIDSLOT字段。其中ID1的高16位为XIDUSN，低16位为XIDSLOT。
ID2对应视图V$TRANSACTION中的XIDSQN字段。

select * from t where object_id=100 for update; --不提交

select distinct sid,id1,id2,addr,type,lmode,block from v$lock where type in (‘TX‘,‘TM‘) ORDER BY 1,2
select OBJECT_ID,owner,OBJECT_NAME,OBJECT_TYPE from dba_objects where OBJECT_ID in (107264);
select XIDUSN,XIDSLOT,XIDSQN from V$TRANSACTION where XIDSQN=2452;

2*2^16+28= 13100 即正好通过XIDUSN*2^16+XIDSLOT=ID1(TX)

select …for update 会有一个TM表行级排他锁,TX的独占锁。 

4.2 delete 锁查看

 同样的也有一个TM表行级排他锁,TX的独占锁。 

4.3 update锁查看

  同样的也有一个TM表行级排他锁,TX的独占锁。 

4.2 insert 锁查看

 可以发现的是，除了单纯的select没有锁，其余的包括for update DML操作，都是惊人的TM表行级排他锁,TX的独占锁。

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