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达梦数据库培训干货分享达梦6.0之并发和锁机制
发布日期:2020-09-16 20:01:51阅读次数:

作者简介:杨廷琨(网名Yangtingkun),现任海虹医药电子商务有限公司首席DBA, ITPUB论坛Oracle数据库管理版版主。2004年曾参与编写《Oracle数据库性能优化》一书,2007年被Oracle公司授予Oracle ACE称号,喜欢研究Oracle相关的技术问题,他的技术博客上积累了1500多篇Oracle相关的原创技术文章。


前几天ITPUB的熊建国主编和我联系,希望我能参加国产数据库达梦的适用活动,并写几篇使用感受。本来最近手工的事情比较多,本打算推辞的,不过熊主编再三邀请,而且强调并非是枪手文,只要写出真实使用感受即可。既然如此,我就本着支持国产数据库的原则,写几篇试用感受。


由于本人唯一熟悉的数据库就是Oracle,因此所有的对比都是与Oracle数据库进行对比,在这个过程中,将尽可能避免将对Oracle数据库的喜爱之情带进来,争取站在一个比较公正的位置上来进行评价。

这一篇简单介绍一下达梦数据库的锁机制和并发控制。


达梦的锁机制和Oracle的并不相同,Oracle和其他数据库相比最突出的特点就是锁的实现,一方面是行级锁,而且锁并非资源,只是占用极少的存储空间;另一方面Oracle没有读锁,读不阻塞写,写也不会阻塞读。即使DB2、SQLSERVER等数据库也无法做到这一点,显然不能要求达梦达到这样的标准。


看看达梦的锁实现:


SQL>CREATE TABLE T
2   (ID NUMBER,
3   NAME VARCHAR(30),
4   AGE NUMBER);
CREATE TABLE T
(ID NUMBER,
NAME VARCHAR(30),
AGE NUMBER);
time used: 45.975(ms) clock tick:76680990.
SQL>INSERT INTO T
2   VALUES (1, 'A', 10);
INSERT INTO T
VALUES (1, 'A', 10)
1 rows affected
time used: 0.473(ms) clock tick:770450.
SQL>INSERT INTO T
2   VALUES (2, 'B', 20);
INSERT INTO T
VALUES (2, 'B', 20)
1 rows affected
time used: 0.423(ms) clock tick:698510.
SQL>INSERT INTO T
2   VALUES (3, 'C', 30);
INSERT INTO T
VALUES (3, 'C', 30)
1 rows affected
time used: 0.391(ms) clock tick:643640.
SQL>COMMIT;
COMMIT;
time used: 11.657(ms) clock tick:19480330.
SQL>SELECT * FROM T;
SELECT * FROM T;
ID             NAME           AGE
1      1      A      10
2      2      B      20
3      3      C      30
3 rows got
time used: 0.448(ms) clock tick:739460.


建立了一个测试表之后,下面看看达梦是否采用行级锁来锁定记录:


SQL>UPDATE T
2   SET AGE = 20
3   WHERE ID = 1;
UPDATE T
SET AGE = 20
WHERE ID = 1;
1 rows affected
time used: 0.554(ms) clock tick:917730.


需要注意,在进行这个测试的时候,需要确保AUTOCOMMIT是关闭的。


在另外的会话中更新ID为2的记录,这时会话被阻塞:


SQL>UPDATE T
2   SET AGE = 30
3   WHERE ID = 2;


在第一个会话中检查系统的锁状态:


SQL>SELECT TRX_ID, LTYPE, LMODE, BLOCKED, TABLE_ID, ROW_ID
2   FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
3   WHERE LTYPE != 'DICT';
SELECT TRX_ID, LTYPE, LMODE, BLOCKED, TABLE_ID, ROW_ID
FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
WHERE LTYPE != 'DICT';
TRX_ID     LTYPE   LMODE   BLOCKED TABLE_ID   ROW_ID
1  1245    TABLE  IX     0       1026      0x0000000000000000
2  1246    TABLE  IX     0       1026      0x0000000000000000
3  1245    ROW    X      0       1026      0x000000000033FD31
4  1246    ROW    S      1       1026      0x000000000033FD31
4 rows got
time used: 22.091(ms) clock tick:36925520.


可以看到,事务ID为1246并不是由于要获取独占锁而被阻塞,而是在查询到被修改的记录时被锁定。也就是说,在达梦数据库中,写是阻塞读的。如果要避免这种情况的产生,可以建立ID列上的索引。首先,会话1提交是否锁:


SQL>COMMIT;
COMMIT;
time used: 50.458(ms) clock tick:84356900.


这时会话2上UPDATE操作成功:

1 rows affected
time used: 6652041.104(ms) clock tick:3358507298.


下面再次检查当前的锁信息:


SQL>SELECT TRX_ID, LTYPE, LMODE, BLOCKED, TABLE_ID, ROW_ID
2   FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
3   WHERE LTYPE != 'DICT';
SELECT TRX_ID, LTYPE, LMODE, BLOCKED, TABLE_ID, ROW_ID
FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
WHERE LTYPE != 'DICT';
TRX_ID     LTYPE    LMODE  BLOCKED  TABLE_ID   ROW_ID
  
1   1246    TABLE  IX     0        1026       0x0000000000000000
  
2   1246    ROW    X      0        1026       0x000000000033FD32
2 rows got
time used: 0.405(ms) clock tick:668360.


刚才被阻塞的事务1246现在获得了独占锁,可以放心当前锁定的行并不是1245锁定的记录。看来达梦中实现的确实是行级锁,不过达梦并没有解决读写相互锁定的问题。为了避免刚才的现象,在ID列增加索引:


SQL>COMMIT;
COMMIT;
time used: 11.548(ms) clock tick:19298280.
SQL>CREATE INDEX IND_T_ID
2   ON T(ID);
CREATE INDEX IND_T_ID
ON T(ID);
time used: 36.302(ms) clock tick:60422530.


下面再次执行刚才的操作:


SQL>UPDATE T
2   SET AGE = 30
3   WHERE ID = 1;
UPDATE T
SET AGE = 30
WHERE ID = 1;
1 rows affected
time used: 38.401(ms) clock tick:64196100.


会话一的UPDATE成功。


SQL>UPDATE T
2   SET AGE = 40
3   WHERE ID = 2;
UPDATE T
SET AGE = 40
WHERE ID = 2;
1 rows affected
time used: 0.467(ms) clock tick:772190.


而会话二执行UPDATE也成功了。这时再次检查锁信息:


SQL>SELECT TRX_ID, LTYPE, LMODE, BLOCKED, TABLE_ID, ROW_ID
2   FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
3   WHERE LTYPE != 'DICT';
SELECT TRX_ID, LTYPE, LMODE, BLOCKED, TABLE_ID, ROW_ID
FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
WHERE LTYPE != 'DICT';
TRX_ID     LTYPE   LMODE   BLOCKED TABLE_ID   ROW_ID
1   1247   TABLE  IX     0       1026      0x0000000000000000
2   1249   TABLE  IX     0       1026      0x0000000000000000
3   1249   ROW    X      0       1026      0x000000000033FD32
4   1247   ROW    X      0       1026      0x000000000033FD31
4 rows got
time used: 0.435(ms) clock tick:717070.


现在可以清晰的看到,两个并发的事务分别锁定同一张表的两条不同的记录。这说明达梦中实现了行级锁定。虽然这个动态视图提供的信息如此直观和清晰,甚至在Oracle中我们都不知道具体锁定了哪条记录,但是这也暴露了一个问题。就是在达梦数据库中锁是一种资源,数据库需要记录每条锁定的记录。当数据量过大的时候,为了避免消耗更多的资源,达梦数据库会采用锁升级的策略:


SQL>CREATE TABLE T_RECORD
2   (ID NUMBER);
CREATE TABLE T_RECORD
(ID NUMBER);
time used: 11.990(ms) clock tick:19871840.
SQL>INSERT INTO T_RECORD
2   SELECT ROWNUM FROM SYSTEM.SYSDBA.DUAL
3   CONNECT BY ROWNUM < 1000000;
INSERT INTO T_RECORD
SELECT ROWNUM FROM SYSTEM.SYSDBA.DUAL
CONNECT BY ROWNUM < 1000000;
1000000 rows affected
time used: 75496.092(ms) clock tick:1644487636.
SQL>COMMIT;
COMMIT;
time used: 41.571(ms) clock tick:69449680.
SQL>SELECT COUNT(*) FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK;
SELECT COUNT(*) FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK;
 
1      1
1 rows got
time used: 0.395(ms) clock tick:651870.
SQL>UPDATE T_RECORD
2   SET ID = ID + 1;
UPDATE T_RECORD
SET ID = ID + 1;
1000000 rows affected
time used: 15544.108(ms) clock tick:186236054.
SQL>SELECT COUNT(*) FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK;
SELECT COUNT(*) FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK;
 
1      803
1 rows got
time used: 2.850(ms) clock tick:4754460.
SQL>SELECT LTYPE, LMODE, COUNT(*)
2   FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
3   WHERE LTYPE != 'DICT'
4   GROUP BY LTYPE, LMODE;
SELECT LTYPE, LMODE, COUNT(*)
FROM SYSTEM.SYSDBA.V$LOCK
WHERE LTYPE != 'DICT'
GROUP BY LTYPE, LMODE;
LTYPE          LMODE
1      TABLE  IX     1
2      TABLE  X      1
3      ROW    X      800
3 rows got
time used: 3.446(ms) clock tick:5750600.


可以看到,在获取了800个行级锁后,数据库自动将行级锁升级为表级锁。


在Oracle中锁并不是一种昂贵的资源,因此不会出现锁升级的情况。在达梦中,由于锁是一种资源,因此为了避免大量的持有锁,达梦采用了升级锁的方法,虽然这会在一定情况下影响并发性,但是这是资源权衡的结果,SQLSERVER等数据库也是这样实现的。


不过达梦数据库中,似乎读并不阻塞写,尝试建立一个100W记录的表,在一个会话先开始一个SELECT * FROM TABLE的语法,然后在另一个会话执行一个UPDATE全表的语句。由于SELECT需要将结果打印到屏幕,因此SELECT语句在UPDATE之后完成,这显然说明SELECT并没有阻塞UPDATE。而且可以肯定SELECT是发生在UPDATE之前,因为再次执行同样的SELECT语句就会被UPDATE更新操作锁住。


总的来说,达梦数据库的锁机制虽然不能和Oracle的比,但是也已经不错了,可以实现行级锁定,而且读并不阻塞写。而且达梦数据库还能实现多版本一致性读,不过要实现这种方式需要修改初始化参数配置中的默认设置,而且可能会对性能造成一定的影响。


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