在客戶端處理Oracle的數(shù)據(jù)行加鎖問題

2024-08-29 13:42:09

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供稿：網(wǎng)友

數(shù)據(jù)的完整性和并發(fā)性：
　　
　　在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫處理數(shù)據(jù)中，需要保證數(shù)據(jù)的完整性、多事務(wù)的并發(fā)性和數(shù)據(jù)的一致性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須最大限度的保證數(shù)據(jù)內(nèi)容的有效性和合理性，使得數(shù)據(jù)合法與合理，即保證數(shù)據(jù)的完整性。而網(wǎng)絡(luò)（多用戶）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都會(huì)碰到多個(gè)事務(wù)同時(shí)請(qǐng)求修改同一數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫的并發(fā)性處理保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)據(jù)能夠合理有效地處理多個(gè)事務(wù)請(qǐng)求，在數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)協(xié)調(diào)下，宏觀表現(xiàn)為并行處理，微觀為逐個(gè)串行處理，保證數(shù)據(jù)的一致性，從而避免數(shù)據(jù)處理中的 “臟”數(shù)據(jù)發(fā)生。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本身對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)性和一致性有基本控制能力下，以O(shè)racle為例的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)能保證數(shù)據(jù)的并發(fā)性能，而數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用設(shè)計(jì)則需要以考慮數(shù)據(jù)在并發(fā)過程中的一致性為重點(diǎn)。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：甲乙同時(shí)從數(shù)據(jù)庫中讀出了一條相同的數(shù)據(jù)記錄。甲把數(shù)據(jù)作了修改，并且作了事務(wù)提交。（而乙此時(shí)并不知道數(shù)據(jù)已經(jīng)被修改了。）稱乙已經(jīng)讀出的數(shù)據(jù)為臟數(shù)據(jù)，破壞了數(shù)據(jù)的一致性，為了保證數(shù)據(jù)的一致性，此時(shí)有必要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖。再例如：一銀行帳戶有￥6000，此時(shí)甲要從中提出￥5000，而乙也同時(shí)要從中提出￥5000，雙方在不加鎖查詢時(shí)，雙方均認(rèn)為可以提款，事實(shí)上肯定有一方的提交會(huì)失敗。原因是在最終事務(wù)提交時(shí)，要對(duì)數(shù)據(jù)作了加鎖查詢效驗(yàn)處理。
　　　在客戶端處理Oracle的數(shù)據(jù)行加鎖問題（圖一）

　　并發(fā)性和一致性　
　　
　　數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)鎖為了防止多個(gè)用戶事務(wù)交替操作數(shù)據(jù)庫對(duì)象，破壞性數(shù)據(jù)庫完整性，同時(shí)又要保證數(shù)據(jù)的并發(fā)性和一致性，數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)一般提供了各種類型的封鎖機(jī)制，可以自動(dòng)為一個(gè)事務(wù)封鎖資源，而在事務(wù)不需要時(shí)自動(dòng)釋放。以使另一個(gè)需要獨(dú)占該資源的事務(wù)能夠繼續(xù)進(jìn)程，而不會(huì)造成事務(wù)死鎖。數(shù)據(jù)庫對(duì)象的封鎖完全能夠由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自動(dòng)完成，ORACLE (一般情況數(shù)據(jù)庫)對(duì)加鎖有以下特征:A 多種封鎖模式．例如：系統(tǒng)表的轉(zhuǎn)有鎖，共享鎖。B 完備的自動(dòng)加/解鎖功能和釋放機(jī)制。C 用低級(jí)別的封鎖換取高級(jí)別的并發(fā)處理。D能夠在客戶端/服務(wù)器模式下自動(dòng)封鎖過程。Oracle 的主要封鎖類型有：
　　A 數(shù)據(jù)鎖，用于封鎖表或表中的指定行．屬于數(shù)據(jù)操縱鎖，
　　
　　B 字典鎖，用于保護(hù)數(shù)據(jù)庫對(duì)象（表，索引）的創(chuàng)建維護(hù)．屬于數(shù)據(jù)定義鎖
　　
　　C 內(nèi)部鎖。用于保護(hù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)．
　　
　　正常情況下，為完成數(shù)據(jù)操縱，一般需要兩種級(jí)別的封鎖方式，封鎖整表或行封。通常只在熱備份數(shù)據(jù),時(shí)候，需要對(duì)整表進(jìn)行鎖定．而應(yīng)用程序的事務(wù)處理通常是數(shù)據(jù)行的數(shù)據(jù)操縱語句：
　　
　　INSERT,
　　 UPDATE,
　　 DELETE,
　　 SELECT （FOR UPDATE）
　　
　　以上操作在執(zhí)行過程中，數(shù)據(jù)庫都會(huì)對(duì)相應(yīng)的行做數(shù)據(jù)行封鎖．
　　
　　一般情況下,只要行封事務(wù)不放棄封鎖，此行就不可能被其他任何用戶的事務(wù)修改（部分語句，如SELECT仍然答應(yīng)不加鎖地讀出）。只有當(dāng)數(shù)據(jù)庫重新啟動(dòng)，數(shù)據(jù)表空間離線/在線處理，當(dāng)事務(wù)正常提交、回滾時(shí)，行封事務(wù)才能被自動(dòng)解除封鎖. （通常 ROLLBACK ，COMMIT 可以自動(dòng)解除行封鎖。）在表上的數(shù)據(jù)鎖的高低級(jí)別為：
　　
　　在客戶端處理Oracle的數(shù)據(jù)行加鎖問題（圖二）

　　簡(jiǎn)單的SELECT 語句無任何鎖，INSERT, UPDATE, DELETE為行專有（RX）,答應(yīng)在操作中多次修改這些行, 提交或回滾后自動(dòng)解除封鎖,
　　
　　SELECT (FOR UPDATE )為專有行的數(shù)據(jù)鎖．在應(yīng)用程序中使用最多.也是通常對(duì)數(shù)據(jù)行進(jìn)行控制的簡(jiǎn)單有效的方法。例如：在Windows95下，同時(shí)分別用兩個(gè)以上SQL*PLUS，以相同的用戶聯(lián)接Oracle Server相同的實(shí)例，在其中一個(gè)窗口下做Update/Delete中任意操作，只要沒有提交，均不影響其它窗口的不加鎖查詢，但是不可以再其它窗口下對(duì)同一條記錄作Update/Delete 操作，Insert沒有提交以前，其它操作均無效。只有當(dāng)一方事務(wù)完成（提交/回滾）以后立即釋放相應(yīng)資源，另一方申請(qǐng)的事務(wù)才能成功響應(yīng)。
　　
　　行鎖在應(yīng)用程序的注重事項(xiàng)
　　在實(shí)際應(yīng)用中，可能由于一次事務(wù)提交的數(shù)據(jù)太多，造成數(shù)據(jù)加鎖時(shí)間太長(zhǎng)，破壞了數(shù)據(jù)的并發(fā)共享特性。假如事務(wù)獨(dú)占了相應(yīng)的資源，沒有得到釋放，而另一個(gè)事務(wù)占有該事務(wù)的下一個(gè)資源，就有可能造成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)死鎖。另外，假如在加鎖過程中，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷，客戶端掉電等突發(fā)問題，被加鎖的資源無法解鎖，其它應(yīng)用程序?qū)o法繼續(xù)獲得已經(jīng)被加鎖的資源，也可以出現(xiàn)死鎖. 通常只有DBA才能取消事務(wù)或通過數(shù)據(jù)表空間的在線/離線操作解除加鎖事務(wù)（通常大型應(yīng)用系統(tǒng)這樣做有一定的風(fēng)險(xiǎn)）。假如在程序應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的問題，則造成應(yīng)用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)無法正常工作。雖然這樣的情況在C/S程序的開發(fā)/應(yīng)用中并不經(jīng)常出現(xiàn)，但是在應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中都是應(yīng)該嚴(yán)格考慮的。
　　
　　常用的數(shù)據(jù)加鎖方法（以O(shè)RACLE 與PB連接為例）
　　A 在客戶端編程方法：在客戶端的編程處理的方法最簡(jiǎn)單，調(diào)試也很直觀、方便。但是這種方法僅僅在中、小型網(wǎng)絡(luò)中可以使用。因?yàn)楫?dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量增加，或應(yīng)用程序在客戶端應(yīng)用過程中意外中斷（死機(jī)，退出），則可能造成數(shù)據(jù)行的死鎖。其他用戶無法正確獨(dú)占加鎖。但是實(shí)際應(yīng)用表明此種方法在網(wǎng)絡(luò)自身可靠性好、用戶數(shù)量不大時(shí)經(jīng)常被采納。
　　
　　下面是用PowerBuilder 與 ORACLE的數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)處理實(shí)例。
　　
　　/**********************************************************
　　
　　*變量：ls_goodscode , li_store_qty
　　
　　* 表：AMS.TAB_STORE_GOODSINFO
　　
　　*
　　
　　*功能：從庫存數(shù)中減去 2
　　
　　*
　　
　　**********************************************************/
　　
　　STRING ls_goodscode
　　
　　INTEGER li_stroe_qty
　　
　　ls_goodscode = sle_goodscode.text
　　
　　SELECT QTY
　　
　　INTO li_store_qty
　　
　　FROM AMS.TAB_STORE_GOODSINFO
　　
　　WHERE GOODS_NO = SUBSTR(:ls_goodscode , 1, 13)
　　
　　AND SERIAL_NO = SUBSTR(:ls_goodscode , 14, 4)
　　
　　FOR UPDATE NOWAITE ; // 對(duì)數(shù)據(jù)加鎖,不等待。
　　
　　if SQLCA.SQLCODE = 0 then // if _01
　　
　　if li_store_qty >=2 then // if _02
　　
　　UPDATE AMS.TAB_STORE_GOODSINFO
　　
　　SET QTY = :li_store_qty - 2
　　
　　WHERE GOODS_NO = SUBSTR(:ls_goodscode , 1, 13)
　　
　　AND SERIAL_NO = SUBSTR(:ls_goodscode , 14, 4);
　　
　　if SQLCA.SQLCODE = 0 then
　　
　　COMMIT ; // 成功提交
　　
　　else
　　
　　ROLLBACK ;// 及時(shí)回滾解鎖
　　
　　messagebox("系統(tǒng)提示", "庫存數(shù)量已經(jīng)不足！");
　　
　　end if
　　
　　else
　　
　　ROLLBACK;
　　
　　messagebox("系統(tǒng)提示", "庫存數(shù)量已經(jīng)不足！");
　　
　　end if // end if 02
　　
　　else //其中 ORA-00054: resource busy and acquire with NOWAIT specified
　　
　　ROLLBACK ;// 及時(shí)回滾解鎖
　　
　　messagebox("系統(tǒng)提示", "數(shù)據(jù)讀入有誤，請(qǐng)稍候再試！",stopsign! ok!);
　　
　　end if // end if 01
　　
　　//同時(shí)在當(dāng)前的FROM WINDOW中的CLOSEQUERY中顯示寫明ROLLBACK ；
　　
　　設(shè)計(jì)說明：當(dāng)?shù)谝痪銼ELECT完成以后，假如數(shù)據(jù)加鎖正確，則可以繼續(xù)工作，但是此時(shí)可能數(shù)據(jù)被別的應(yīng)用程序控制，則返回Oracle的錯(cuò)誤代碼：ORA-00054說明共享沖突。此句可以用一個(gè)有限的循環(huán)控制，但是一定要防止數(shù)據(jù)死鎖。同時(shí)為了保證萬無一失，在當(dāng)前FORM的關(guān)閉事件中顯示寫明回滾（ROLLBACK）。
　　
　　B 在客戶端按傳輸（Transaction ）方法處理：將要提交的所有SQL任務(wù)作為多個(gè)子串傳送到服務(wù)器端，用動(dòng)態(tài)SQL方法在客戶端一次傳輸完成后,在服務(wù)器端一次執(zhí)行完成，只有當(dāng)事務(wù)執(zhí)行正確，才能提交, 否則回滾。這樣在執(zhí)行多個(gè)表操作提交時(shí)，數(shù)據(jù)執(zhí)行加鎖的時(shí)間影響將大大減小。這樣極大程度的緩解了多表共享數(shù)據(jù)的加鎖問題。好處是不需要服務(wù)器端的調(diào)試,但是，編程調(diào)試過程復(fù)雜。但是實(shí)際效果與第一種方法基本一致。
　　
　　C 存儲(chǔ)過程方法：這種方法是直接調(diào)用服務(wù)器的存儲(chǔ)過程，所有的對(duì)Client端程序代碼可以大大減少，數(shù)據(jù)一致性，并發(fā)性，安全性都能得到保證。客戶端的異常通常不會(huì)影起數(shù)據(jù)的死鎖。
　　
　　下面是用POWERBUILDER 與 ORACLE的數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)處理實(shí)例。
　　
　　/**********************************************************
　　
　　*變量：ls_goodscode , li_store_qty
　　
　　* 表：AMS.TAB_STORE_GOODSINFO
　　
　　*
　　
　　*功能：從庫存數(shù)中減去 2
　　
　　*
　　
　　**********************************************************/
　　
　　STRING ls_goodscode
　　
　　INTEGER li_stroe_qty
　　
　　ls_goodscode = st.text
　　
　　if len(ls_goodscode) = 17 then
　　
　　DECLARE pstore_goods PROCEDURE FOR pd_store_goods(:ls_goodscode ) ;
　　
　　// 從庫存數(shù)中減去 2
　　
　　execute pstore_goods;
　　
　　if SQLCA.SLQCODE < 0 then
　　
　　ROLLBACK ；
　　
　　messagebox("系統(tǒng)提示", "數(shù)據(jù)操作有誤，請(qǐng)稍候再試！",stopsign! ok!);
　　
　　end if
　　
　　else
　　
　　messagebox("系統(tǒng)提示", "數(shù)據(jù)輸入有誤！",information!, ok!);
　　
　　end if
　　
　　//同時(shí)在當(dāng)前的FROM WINDOW中的CLOSEQUERY中顯示寫明ROLLBACK ；
　　
　　在服務(wù)器端
　　
　　-- procedure pd_store_goods
　　
　　create or replace procedure pd_store_goods ( ls_goodscode in varchar2 )
　　
　　IS
　　
　　ln_store_qty number(10) ;
　　
　　begin
　　
　　SELECT nvl(QTY, -1)
　　
　　INTO ln_store_qty
　　
　　FROM AMS.TAB_STORE_GOODS_INFO
　　
　　WHERE GOODS_NO = SUBSTR(ls_goodscode , 1, 13)
　　
　　AND SERIAL_NO = SUBSTR(ls_goodscode , 14, 4)
　　
　　FOR UPDATE NOWAIT;
　　
　　if ln_store_qty >= 2 then
　　
　　UPDATE AMS.TAB_STORE_GOODS_INFO
　　
　　SET QTY = ln_store_qty - 2
　　
　　WHERE GOODS_NO = SUBSTR(ls_goodscode , 1, 13)
　　
　　AND SERIAL_NO = SUBSTR(ls_goodscode , 14, 4);
　　
　　COMMIT ；
　　
　　else
　　
　　ROLLBACK ;
　　
　　RAISE_application_ERROR(-200002, 'store not enougth!');
　　
　　end if;
　　
　　EXCEPTION
　　
　　WHEN OTHERS THEN
　　
　　RAISE_APPLICATION_ERROR(-200001, 'store not SCUESSCULL!');
　　
　　end ;
　　
　　設(shè)計(jì)說明：首先在SQL*PLUS中運(yùn)行存儲(chǔ)過程，在PB的程序端調(diào)用。只有當(dāng)SELECT語句正常加鎖后， UPDATE語句才可以正常執(zhí)行。在由此可見在客戶端不知道存儲(chǔ)過程運(yùn)行的內(nèi)容，調(diào)試/維護(hù)工作較麻煩。但是，因?yàn)樗械倪\(yùn)行都在服務(wù)器端，基本可以忽略除服務(wù)器端以外的所有問題，如網(wǎng)絡(luò)的通暢，客戶端異常等等。實(shí)際應(yīng)用中對(duì)大型繁重的數(shù)據(jù)處理大多采用這樣的方法。
　　
　　注重與小結(jié)：
　　在Oracle的連接中，需要解釋的是數(shù)據(jù)行加鎖在同一個(gè)事務(wù)中是不可見的，但是執(zhí)行權(quán)限級(jí)別順序?yàn)椋篋elete >Update >Insert >Select.
　　
　　本文以O(shè)racle為例，說明在數(shù)據(jù)庫處理過程中，在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)上，要考慮數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的完整性，在數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用設(shè)計(jì)上必須著重事務(wù)的并發(fā)性和數(shù)據(jù)的一致性。對(duì)于數(shù)據(jù)行鎖要謹(jǐn)慎對(duì)待。
　　

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