DB2之隔离级别和锁的论述

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。 对锁资源分配有兴趣的读者可以参考DB2的管理手册， 查找其中关于locklist和maxlocks参数的论述。对于用命令指定表级锁的情况， 可以参考DB2的命令手册中的lock table命令， 此命令用于直接锁表。

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：

1． 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。

2． 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。

3． CS隔离级别： 此隔离级别仅锁住当前处理的纪录。

4． 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。

到这里， 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。

如果还需要了解更多的相关DB2数据库的并发控制， 锁， 和隔离级别的相关信息， 可以参考以下的文档说明：

1． DB2 Command Reference

2． DB2 Administrator Reference

 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。

我们在这里将简要的阐述一下锁和隔离级别。

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， 它们的区别不言而喻， 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：

1． 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；

2． 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；

3． 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；

4． 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；

5． 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；

6． 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；

7． 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。

在这里我们主要要看一下 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。

那麽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：

1． S锁：此行级锁的拥有者可以读取该行的信息；

2． 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。

3． 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；

4． W锁：此锁和X锁类似，不同之处是此锁和NW锁兼容；

5． NS锁：类似于S锁，用于Next Key；

6． 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。 对锁资源分配有兴趣的读者可以参考DB2的管理手册， 查找其中关于locklist和maxlocks参数的论述。对于用命令指定表级锁的情况， 可以参考DB2的命令手册中的lock table命令， 此命令用于直接锁表。

隔离级别

在DB2中，共有四种隔离级：RS,RR,CS,UR.以下对四种隔离级进行一些描述，同时附上个人做试验的结果。隔离级是影响加锁策略的重要环节，它直接影响加锁的范围及锁的持续时间。

　　基本信息

　　在DB2中，共有四种隔离 级：RS,RR,CS,UR.以下对四种隔离级进行一些描述，同时附上个人做试验的结果。隔离级是影响加锁策略的重要环节，它直接影响加锁的范围及锁的持 续时间。两个应用程序即使执行的相同的操作，也可能由于选择的隔离级的不同而造成加锁的结果不同。

　　隔离级解读和试验

　　隔离级是影响加锁策略的重要环节，它直接影响 加锁的范围及锁的持续时间。两个应用程序即使执行的相同的操作，也可能由于选择的隔离级的不同而造成加锁的结果不同。在DB2中，共有四种隔离 级：RS,RR,CS,UR.以下对四种隔离级进行一些描述，同时附上个人做试验的结果。

• 读可靠性(RS-Read Stability)

　　如果使用这种隔离级，在一个事务中所有被读取过的行上都会被加上NS锁，直到该事务被提交或回滚，行上的锁才会被释放。这样可以保证在一个事务中即使多次读取同一行，得到的值不会改变。

　　但是，如果使用这种隔离级，在一个事务中，如果使用同样的搜索标准重新打开已被处理过的游标，则结果集可能改变。(可能会增加某些行，这些行被称为幻影行(Phantom))。这是因为RS隔离级不能阻止通过插入或更新操作在结果集中加入新行。

　　个人笔记：

　　 根据实际测试情况，RS模式下：查询完毕以后，满足条件的结果集中的记录被锁定，不满足条件的不被锁定。

　　 可以对不满足条件的记录更新，也可以插入新的记录。其他人可以查询满足已经锁定的记录，但不可以更新。

• 重复读(RR-Repeat Read)

　　如果使用这种隔离级，在一个事务中所有被读取过的行上都会被加上S锁，知道该事务被提交或回滚，行上的锁才会被释放。这样可以保证在一个事务中即使多次读取同一行，得到的值不会改变。

　　另外，在同一事务中如果以同样的搜索标准重新打开已被处理过的游标，得到的结果集不会改变。重复读相对于读可靠性而言，加锁的范围更大。

　　对于读可靠性，应用程序只对符合要求的所有行加锁，而对于重复读，应用程序将对所有被扫描过的行都加锁。例如，如果一个应用程序对一个表中的 10000行数据进行扫描，最终找到了100条符合搜索条件的结果行。如果该应用程序使用的是读可靠性隔离级，应用程序将只对这符合条件的100行加锁;如果该应用程序使用的是重复读隔离级，应用程序将对被扫描过的10000行都加锁。

　　个人笔记

　　 根据实际测试情况，RR模式下：查询完毕以后，不可以对不满足条件的进行更新，也不可以插入新记录。可能原因是：如果允许别人更新记录或者插入新记录的话，则可能造成原来结果集的破坏，重新读的时候和以前不同。

　　 select for update with rr/rs 是可以用来实现记录锁。是一种特殊情况。即便是RR，仍然可以对其他记录操作。

• 游标可靠性(CS-Cursor Stability)

　　如果使用这种隔离级，在一个事务中，结果集中只有正在被读取的那一行(游标指向的行)将被加上NS锁，其他未被处理的行上不被加锁。这种隔离级只能保证正在被处理的行的值不会被其他并发的程序所改变。该隔离级是DB2缺省的隔离级。

　　个人笔记

　　仅仅在游标在该行的时候锁定，这是一种非常弱的隔离状态。

• 未提交读(UR-Uncommitted Read)

　　如果使用这种隔离级，对于只读操作，不加行锁。典型的只读操作包括：

　　 SELECT语句的结果集只读(比如语句中包括ORDER BY子句);

　　定义游标是指明起为FOR FETCH ONLY。

　　该隔离级可以改善应用程序的性能，同时可以最大程度的允许并发。但是，应用程序的数据完整性将受到威胁。如果需要读取未提交的数据，该隔离级是唯一选择。

　　个人笔记

　　读的时候完全不受限制，对于同一行记录的完整性也无法保证。

　　总结

　　以上我们所提的隔离级的加锁范围和持续时间都是针对于读操作而言的。

　　对于更改操作，被修改的行上会被加上X锁，不论使用何种隔离级，X锁直到提交或回滚之后才会被释放。