[转]推荐：深入研究ITL阻塞与ITL死锁

tux

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Oracle F#OS SQL

但是NinGoo 在下面回复说，10g模拟不到这样的情况了，开始我没有太在意，后来再想想，9i这么做的确是不对的，因为还有其它的进程可以释放资源，根本还没有达到死锁的条件。那么，10g就没有itl死锁了吗？也不是的，10g也有，不过是改进了一下，需要把所有的进程阻塞住的时候，才能爆发出死锁。

从死锁的原理上来看，10g是正确的，9i是欠完善的。我们现在完整的分析一下itl等待，以及itl死锁的前因后果，因为这部分在我的新书中也有涉及，属于比较难的一部分，先透露出来，免得大家到时候看书可能看得比较糊涂。

1、什么是ITL

ITL(Interested Transaction List)是Oracle数据块内部的一个组成部分，用来记录该块所有发生的事务，一个itl可以看作是一个记录，在一个时间，可以记录一个事务（包括提交或者未提交事务）。当然，如果这个事务已经提交，那么这个itl的位置就可以被反复使用了，因为itl类似记录，所以，有的时候也叫itl槽位。

如果一个事务一直没有提交，那么，这个事务将一直占用一个itl槽位，itl里面记录了事务信息，回滚段的入口，事务类型等等。如果这个事务已经提交，那么，itl槽位中还保存的有这个事务提交时候的SCN号。如dump一个块，就可以看到itl信息：
    Itl           Xid                  Uba         Flag Lck        Scn/Fsc
    0x01   0x0006.002.0000158e 0x0080104d.00a1.6e --U- 734 fsc 0x0000.6c9deff0
    0x02   0x0000.000.00000000 0x00000000.0000.00 ----    0 fsc 0x0000.00000000

对于已经提交的事务，itl槽位最好不要马上被覆盖，因为一致性读可能会用到这个信息，一致性读的时候，可能需要从这里获得回滚段的入口，并从回滚段中获得一致性读。

itl的个数，受参数initrans控制，最大的itl个数，受maxtrans控制，在一个块内部，默认分配了2个或3个itl的个数，如果这个块内还有空闲空间，那么Oracle是可以利用这些空闲空间并再分配itl的。如果没有了空闲空间，那么，这个块因为不能分配新的itl，所以就可能发生itl等待。

如果在并发量特别大的系统中，最好分配足够的itl个数，其实它并浪费不了太多的空间，或者，设置足够的pctfree，保证itl能扩展，但是pctfree有可能是被行数据给消耗掉的，如update，所以，也有可能导致块内部的空间不够而导致itl等待。

2、ITL等待

我们看一个ITL等待的例子：
Piner@10gR2>create table test(a int) pctfree 0 initrans 1;
Table created.

我们这里指定pctfree为0，initrans为1，就是为了更观察到itl的真实等待情况，那么，现在，我们个这些块内插入数据，把块填满，让它不能有空间分配。
Piner@10gR2>begin
2       for i in 1..2000 loop
3         insert into test values(i);
4        end loop;
5 end;
6 /
PL/SQL procedure successfully completed.
Piner@10gR2>commit;
Commit complete.

我们再检查数据填充的情况：
Piner@10gR2>select f,b,count(*) from (
2     select dbms_rowid.rowid_relative_fno(rowid) f,
3            dbms_rowid.rowid_block_number(rowid) b
4            from test) group by f,b;

         F          B   COUNT(*)
---------- ---------- ----------
         1      29690        734
         1      29691        734
         1      29692        532

可以发现，这2000条数据分布在3个块内部，其中有2个块添满了，一个块是半满的。我们dump一个满的块，可以看到itl信息：
Piner@10gR2>alter system dump datafile 1 block 29690;

回到os，在udump目录下，检查跟踪文件，可以看到如下的信息
    Itl           Xid                  Uba         Flag Lck        Scn/Fsc
    0x01   0x0006.002.0000158e 0x0080104d.00a1.6e --U- 734 fsc 0x0000.6c9deff0
    0x02   0x0000.000.00000000 0x00000000.0000.00 ----    0 fsc 0x0000.00000000

发现，采用如上参数创建的表，块内部默认有2个itl槽位，如果这里不指定initrans 1，默认是有3个itl槽位的。

因为只有2个ITL槽位，我们可以用三个会话来模拟等待：

会话1，我们更新这个块内部的第一行:
Piner@10gR2>update test set a=a
   2    where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29690
   3      and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=1;
1 row updated.

会话2，我们更新这个块内部的第2行:
Piner@10gR2>update test set a=a
   2    where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29690
   3      and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=2;
1 row updated.

会话3(SID=153)，我们更新这个块内部的第三行，发现被阻塞:
Piner@10gR2>update test set a=a
   2    where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29690
   3      and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=3;

可以看到，会话被阻塞

观察这个时候的等待事件，我们可以发现是ITL等待：
Piner@10gR2>select EVENT from v$session_wait where sid=153
EVENT
----------------------------
enq: TX - allocate ITL entry

因为该块只有2个itl槽位，而现在发生了3个事务，而且，因为该块被数据添满，根本没有剩余的空间来分配新的itl，所以发生了等待。如果我们这个实验发生在半满的块29692上面，就发现进程3不会被阻塞，因为这里有足够的空间可以分配新的itl。

3、ITL死锁

那么，理解了itl的阻塞，我们也就可以分析itl的死锁了，因为有阻塞，一般就能发生死锁。还是以上的表，因为有2个itl槽位，我们需要拿2个满的数据块，4个进程来模拟itl死锁：

会话1
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29690
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=1;
1 row updated.

会话2
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29690
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=2;
1 row updated.

会话3
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=1;
1 row updated.

会话4
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=2;
1 row updated.

以上4个进程把2个不同块的4个itl槽位给消耗光了，现在的情况，就是让他们互相锁住，达成死锁条件，回到会话1，更新块2，注意，以上4个操作，包括以下的操作，更新的根本不是同一行数据，主要是为了防止出现的是TX等待。
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=3;

发现被阻塞

那我们在会话3，更新块1，当然，也不是同一行
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29690
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=3;

被阻塞

注意，如果是9i，在这里就报死锁了，在进程1，我们可以看到
Piner@9iR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=3;
update test set a=a
   where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
     and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=3
       *
ERROR at line 1:
ORA-00060: deadlock detected while waiting for resource

但是，在10g里面，这个时候，死锁是不会发生的，因为这里的进程1还可以等待进程4释放资源，进程3还可以等待进程2释放资源，只要进程2与进程4释放了资源，整个环境又活了，那么我们需要把这两个进程也塞住。

会话2，注意，我们也不是更新的同一行数据
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=4;

被阻塞

还有最后一个进程，进程4，我们也不更新同一行数据
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29690
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=4;

虽然，以上的每个更新语句，更新的都不是同一个数据行，但是，的确，所有的进程都被阻塞住了，那么，死锁的条件也达到了，马上，我们可以看到，进程1出现提示，死锁：
Piner@10gR2>update test set a=a
   2     where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
   3       and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=3;

update test set a=a
   where dbms_rowid.ROWID_BLOCK_NUMBER(rowid)=29691
     and dbms_rowid.ROWID_ROW_NUMBER(rowid)=3
       *
ERROR at line 1:
ORA-00060: deadlock detected while waiting for resource

4、ITL等待与死锁的避免

为了避免以上的情况发生，我们一定要注意在高并发环境下的表中，正确的设置itl个数，如4个，8个等等，保证该块有足够的itl槽位，保证事务能顺利的进行，而没有itl的等待。关于itl的等待，在statspack的段报告中，也能很明显的看到：
    Top 5 ITL Waits per Segment for DB: TEST Instance: test Snaps: 13013 -13014
    -> End Segment ITL Waits Threshold:       100

                                               Subobject Obj.           ITL
    Owner      Tablespace Object Name          Name       Type         Waits %Total
    ---------- ---------- -------------------- ---------- ----- ------------ -------
    TEST       TBS_EL_IND IDX_LLORDER_ORDERID             INDEX            3   75.00
    TEST       TBS_INDEX2 IDX_AUC_FEED_FDATE              INDEX            1   25.00

如果出现的频率很小，象上面的情况，一般可以不用干预，但是，如果waits很多，则表示这个对象有很严重的itl争用情况，需要增加itl个数。

另外注意的是，有itl等待，并不意味会发生itl死锁，从上面的例子可以看到，发生itl死锁的条件还是瞒苛刻的，如果发生了itl死锁，只能证明，你的系统中，itl等待已经非常严重了。

如果想增加initrans个数，参数可以动态修改，但是，只是针对以后的新块起效，以前的块如果想生效，需要在新参数下，重整表数据，如重建该表，或者move该表。

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