DB2数据库中的锁和并发性控制

1.  引导
现今的应用系统一般都需要相对较强的多用户同时访问的能力。作为应用系统基础的数据库产品对多用户能力的支持也就越发重要。现在的DB2 UDB系统中，主要通过锁和隔离级别这两个主要的工具来控制并发连接，维护数据库中的数据在高并发的环境下的安全。
我在这里将简要的阐述一下锁和隔离级别。
2.  锁
DB2 UDB中，锁的主要作用对象是表和行。其他如表空间和索引也是锁的对象，但是因为其多为系统控制，管理员和用户使用较少，在这里就不涉及了。

对于行级锁和表级锁，它们的区别主要是锁的对象不同。当然锁对象的不同连带也会影响DB2的并发能力。

DB2中的表级锁主要有以下几种：

         IS锁：此锁作用于整个表，表示拥有此锁的应用连接要读取表中的某些数据，但是在此应用连接读取具体的数据时，还必须获得该行的行级锁；

         IX锁：此锁作用于整个表，表示拥有此锁的应用连接需要独占使用表中的某些数据，但是在此应用连接独占使用具体的数据时，还必须获得该行上相应的行级锁；

         SIX锁：此锁是锁转换的产物，表示应用连接拥有S和IX锁的特性；

         S锁：此锁作用于整个表，拥有此锁的应用连接可以读取表中的任何纪录；
         U锁：此锁作用于整个表，拥有此锁的应用连接可以读取表中的任何纪录，也可以更新表中的纪录，但是更新时需要再获得X锁；此锁主要在“select … with update”语句建立的可更新游标中起作用，其他的应用可以读取表中的纪录，但是不能更新它；

         X锁：此锁作用于整个表，拥有此锁的应用连接独占的使用表中的任何纪录；可以进行更新或其他操作；

         Z锁：此锁作用于整个表，也称超级独占锁，主要是在象修改表的定义、删除表这一类的语句中会使用。拥有此锁的应用连接对该表有完全的控制权。其他的任何应用不能读取或更新表中的任何纪录。

现在我们主要看一下IS/IX/SIX这三个锁。在这三个锁中IS/IX本身并不具备使得应用连接可以读取或更新纪录的能力，应用连接要读取和更新纪录时，需要再得到相应的行级锁；反之亦然，任何应用要获得行级锁操作数据记录之前，也必须获得某个相应的表级锁。SIX锁也是类似的情况。这就是为什麽在很多情况下我们使用的是行级锁，但是用快照（SNAPSHOT）等工具却能够看到有表级锁存在的原因。
那么DB2中又有哪些行级锁呢？让我们来看下面的这张图：

此图中列出了DB2中包含的行级锁。表中的第三列指出，要获得此行级锁之前，需要预先获得的表级锁，这里列出的是最低要求。

这六个行级锁的主要功能如下：

         S锁：此行级锁的拥有者可以读取该行的信息；

         U锁：此行级锁的拥有者可以读取该行的信息，如果要更新该行，则仍然需要一个行级的X锁；其他的应用只能读取该行的信息；此锁主要是用于FOR UPDATE的游标。

         X锁：此行级锁的拥有者可以更新该行的纪录，其他的应用不能连接此行的信息；

         W锁：此锁和X锁类似，不同之处是此锁和NW锁兼容；

         NS锁：类似于S锁，用于Next Key；

         NW锁：类似于W锁，用于Next Key；

在DB2数据库中，是通过行级锁和表级锁协调作用来提供较好的并发性，同时保证数据库中数据的安全。在DB2中缺省情况下使用行级锁（当然需要IS/IX锁配合），只有当出现锁资源不足，或者是用命令指定使用表级锁的情况下，才会在应用连接中使用表级锁。
      3.  隔离级别
下面让我们来看一下隔离级别。隔离级别主要用于控制在DB2根据应用提交的SQL语句向DB2数据库中的相应对象加锁时，会锁住哪些纪录，也就是锁定的范围。隔离级别的不同，锁定的纪录的范围可能会有很大的差别。

隔离级别分为RR/RS/CS/UR这四个级别。下面让我们来逐一论述：

         RR隔离级别：在此隔离级别下，DB2会锁住所有相关的纪录。在一个SQL语句执行期间，所有执行此语句扫描过的纪录都会被加上相应的锁。具体的锁的类型还是由操作的类型来决定，如果是读取，则加共享锁；如果是更新，则加独占锁。由于会锁定所有为获得SQL语句的结果而扫描的纪录，所以锁的数量可能会很庞大，这个时候，索引的增加可能会对SQL语句的执行有很大的影响，因为索引会影响SQL语句扫描的纪录数量。

         RS隔离级别：此隔离级别的要求比RR隔离级别稍弱，此隔离级别下会锁定所有符合条件的纪录。不论是读取，还是更新，如果SQL语句中包含查询条件，则会对所有符合条件的纪录加相应的锁。如果没有条件语句，也就是对表中的所有记录进行处理，则会对所有的纪录加锁。

         CS隔离级别：此隔离级别仅锁住当前处理的纪录。

         UR隔离级别：此隔离级别下，如果是读取操作，不会出现任何的行级锁。对于非只读的操作，它的锁处理和CS相同。

在这四种隔离级别中，CS是缺省值。这四种隔离级别均可以保证DB2数据库在并发的环境下不会有数据丢失的情况发生。要注意的是如果对纪录进行了修改，需要在相应的纪录上加独占类型的锁，这些独占类型的锁直到交易结束时才会被释放，这一点在四种隔离级别下都是相同的。

4.  结束语
我们已经对DB2中的表锁，行锁，隔离级别进行了论述。DB2数据库的并发控制主要是通过这些机制。理解了这些概念，我们就可以在使用DB2数据库时根据系统的实际需要来设计锁模式和隔离级别，来实现我们的系统要求，在保障数据安全的前提下，提供较好的并发性。

 

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