GBase 8s的封锁技术的基本介绍

一. 封锁的基本概念

        封锁的对象是数据库中的数据对象，如关系型数据库中的表、记录、属性、索引等，

        对数据对象加锁的时机是在事务对其进行操作之前，向系统发出加锁请求。加锁后事务 T就取得了对该数据对象的控制，在事务 T 释放它的锁之前，其他事务不能对此数据对象进行任何操作。封锁是一种排队机制，将并行任务按锁的先后顺序排队，把并行任务变成串行任务。

二. 锁的类型

        按照锁的行为模式，可以将数据库中的锁分成：共享锁、排它锁和提升锁三种类型。

1．共享锁

        共享锁简称 S 锁，可以防止其他用户对记录进行修改。若事务 T 对数据对象 R 加上 S锁，则事务 T 只能对数据对象 R 进行读操作或者确定修改记录意图的操作，而不能对 R进行写操作，其他任何事务只能再对 R 加 S 锁或 U 锁（提升锁），而不能加 X 锁（排它锁）；当事务 T 释放 R 上的 S 锁后，其他事务才可以对 R 加 X 锁，这就保证了对于加 S 锁的数据 R 可以被其他事务读，但不能够对 R 进行写操作。

2．排它锁

        排它锁简称 X 锁，用来管理并行更新，排它锁又称为独占锁，若事务 T 对一个对象 R加了排它锁，则只允许 T 对 R 进行读写操作，不允许其他任何事务再对 R 加任何类型的锁，当事务 T 释放 R 上的 X 锁后，其他事务才能够对 R 进行加锁。这样，在事务 T 释放加在 R 上的锁之前，任何事务都不能对 R 进行读写或者确定修改记录的意图操作。同时，若试图在一个已经加了 S 锁或者 U 锁的对象上加 X 锁，则也会冲突。

3．提升锁

        提升锁简称 U 锁，U 锁是意向锁，表示事务有修改记录的意图。U 锁是一种过渡锁，当要对 U 锁所锁定的对象进行更新操作时，需要将 U 锁提升为 X 锁。若事务 T 对数据对象 R 加了 U 锁，则只允许 T 有对 R 进行修改意图的权限，其他事务只能再对 R 加 S 锁而不能加 U 锁或者 X 锁。

三. 封锁的粒度

        封锁粒度也称锁对象或者锁范围，表示封锁的作用范围，例如，一条记录上的锁只作

用于该记录，一个关系上的锁作用于该关系中的所有记录。可见，不同封锁粒度涉及封锁

的数据量是不同的，封锁对象的级别越高，涉及的数据量越大。封锁粒度越大，如对整个

数据库进行封锁，则将会对数据库中的全部关系、记录进行封锁，系统处理单个事务的能

力要强一些，系统开销相对小一些，但是，系统的并发度就会减小，处理并发事务的能力

就会减弱；反之，封锁粒度越小，如对单个表或记录进行封锁，系统的并发度就会高一些，

系统开销也就越大。

1．数据库级锁（Database-Ievel Locks）

        在我们通过 CONNECT DATABASE 或者 CREATE DATABASE 语句访问数据库时，

系统都将自动在该数据库上加上一个共享（S）锁，这样可以防止其他用户删除数据库或

者在该数据库上加排它（X）锁。

2．表级锁（Table-Ievel Locks）

        表级锁就是指锁定的对象是一个表，可以通过如下语句显式地对表加锁和释放锁：

BEGIN WORK;

LOCK TABLE tab1 IN EXCLUSIVE MODE;

LOCK TABLE tab2 IN SHARE MODE;

UNLOCK TABLE tab1;

        在执行如下一些 DDL 语句时，会自动对表进行加锁，如 ALTER FRAGMENT、

ALTER INDEX、ALTER TABLE、CREATE INDEX （如果没有使用 ONLINE 模式）、DROP

INDEX（如果没有使用 ONLINE 模式）、RENAME COLUMN、RENAME TABLE。

在整个表或者表中的大部分数据需要更新时，使用表级锁的效率高。

3．页级锁（Page Locks）

        数据库物理上把多行记录存放在数据页（Page）上，页级锁指锁的对象是一个数据

页，当采用页级锁访问记录时，会自动对访问的数据页进行加锁。当按物理顺序

访问和更新多条记录时，使用页级锁的效率较高。

可以通过如下方式指定页级锁模式：

ALTER TABLE tab1 LOCK MODE （PAGE）;

CREATE TABLE tab1（...） LOCK MODE PAGE ;

CREATE TABLE 时若不指定锁模式，则将采用 ONCONFIG 参数 DEF_TABLE_LOCKMODE 来指定表的锁模式。

4．行级锁（Row Locks）

        关系型数据库的数据是按行来管理的，所以行级锁很容易理解。在 OLTP 系统中行级锁的使用很广泛，只需要锁定所访问的少数记录情况，使用行级锁的效率较高。

可以通过如下方式指定行级锁模式：

ALTER TABLE tab1 LOCK MODE （ROW）;

CREATE TABLE tab1（...） LOCK MODE ROW ;

CREATE TABLE 时若不指定锁模式，则将采用 ONCONFIG 参数 DEF_TABLE_LOCKMODE 来指定表的锁模式。

5．锁（Index key）

        索引采用 B+树的存储结构，所以对索引的锁管理就是管理索引的 Key 值。数据库采用开、闭区域的方式进行索引的锁管理，示例如下：

Create table tab1 (c1 int,c2 int) lock mode row;

Create unique index idx_tab1 on tab1(c1);

Insert into tab1 values(1,2);

Insert into tab1 values(2,2);

Insert into tab1 values(3,2);

        假设表中只有如上 3 行记录，当执行 update tab1 set c1=0 where c1>=3;语句时，将对索引 key 值为 3 的记录进行闭区间加锁，意味着此时不能新增 key 值大于 3 的记录。若此时执行 insert into tab1 values（4，2），则会提示 Index 锁冲突错误。