3 DB2 多粒度封鎖機制介紹
3.1 鎖的對象
DB2支持對表空間、表、行和索引加鎖（大型機上的數(shù)據(jù)庫還可以支持對數(shù)據(jù)頁加鎖）來保證數(shù)據(jù)庫的并發(fā)完整性。不過在考慮用戶應(yīng)用程序的并發(fā)性的問題上，通常并不檢查用于表空間和索引的鎖。該類問題分析的焦點在于表鎖和行鎖。
3.2 鎖的策略
DB2可以只對表進行加鎖，也可以對表和表中的行進行加鎖。如果只對表進行加鎖，則表中所有的行都受到同等程度的影響。如果加鎖的范圍針對于表及下屬的行，則在對表加鎖后，相應(yīng)的數(shù)據(jù)行上還要加鎖。究竟應(yīng)用程序是對表加行鎖還是同時加表鎖和行鎖，是由應(yīng)用程序執(zhí)行的命令和系統(tǒng)的隔離級別確定。
3.2.1 DB2表鎖的模式
DB2在表一級加鎖可以使用以下加鎖方式：
名稱縮寫 全名 描述
IN 無意圖鎖 （Intenet None）
不需要行鎖 該鎖的擁有者可以讀表中的任何數(shù)據(jù)，包括其他事務(wù)尚未提交的數(shù)據(jù)，但不能對表中的數(shù)據(jù)進行更改。
IS 意圖共享鎖（Intent Share）需要行鎖配合 該鎖的擁有者在擁有相應(yīng)行的上的S鎖時可以讀取該行的數(shù)據(jù)。但不能對表中的數(shù)據(jù)進行更改。
IX 意圖排它鎖(Intent eXclusive)需要行鎖配合 該鎖的擁有者在擁有相應(yīng)行的X鎖時可以更改該行的數(shù)據(jù)。
SIX 共享攜意圖排它鎖
(Share with Intent exclusive）需要行鎖配合 鎖的擁有者可以讀表中的任何數(shù)據(jù)，如果在相應(yīng)的行上能夠獲得X鎖，則可以修改該行。SIX鎖的獲得比較特殊，它是在應(yīng)用程序已經(jīng)擁有IX鎖的情況下請求S鎖或者是在應(yīng)用程序已經(jīng)擁有S鎖的情況下請求IX鎖時生成的。
S 共享鎖（Share）不需要行鎖配合 鎖的擁有者可以讀表中的任何數(shù)據(jù)，如果表上被加上S鎖，該表中的數(shù)據(jù)就只能被讀取，不能被改變。
U 更新鎖（Update）
不需要行鎖配合 鎖的擁有者可以讀表中的任何數(shù)據(jù)，如果在升級到X鎖之后，可以更改表中的任何數(shù)據(jù)。該鎖是處于等待對數(shù)據(jù)進行更改的一種中間狀態(tài)。
X 排它鎖
（eXclusive）
不需要行鎖配合 鎖的擁有者可以讀取或更改表中的任何數(shù)據(jù)。如果對表加上X鎖，除了未提交讀程序，其他應(yīng)用程序都不能對該表進行存取。
Z 超級排它鎖
（Super Exclusive）
不需要行鎖配合 該鎖不是通過應(yīng)用程序中的DML語言來生成的。一般是通過對表進行刪除（Drop）和轉(zhuǎn)換(Alter)操作或創(chuàng)建和刪除索引而獲得的。如果對表上加上Z鎖，其他應(yīng)用程序，包括未提交讀程序都不能對該表進行存取。
表三：DB2數(shù)據(jù)庫表鎖的模式
下面對幾種表鎖的模式進一步加以闡述：
IS、IX、SIX方式用于表一級并需要行鎖配合，他們可以阻止其他應(yīng)用程序?qū)υ摫砑由吓潘i。
? 如果一個應(yīng)用程序獲得某表的IS鎖，該應(yīng)用程序可獲得某一行上的S鎖，用于只讀操作，同時其他應(yīng)用程序也可以讀取該行，或是對表中的其他行進行更改。
? 如果一個應(yīng)用程序獲得某表的IX鎖，該應(yīng)用程序可獲得某一行上的X鎖，用于更改操作，同時其他應(yīng)用程序可以讀取或更改表中的其他行。
? 如果一個應(yīng)用程序獲得某表的SIX鎖，該應(yīng)用程序可以獲得某一行上的X鎖，用于更改操作，同時其他應(yīng)用程序只能對表中其他行進行只讀操作。
S、U、X和Z方式用于表一級，但并不需要行鎖配合，是比較嚴格的表加鎖策略。
? 如果一個應(yīng)用程序得到某表的S鎖。該應(yīng)用程序可以讀表中的任何數(shù)據(jù)。同時它允許其他應(yīng)用程序獲得該表上的只讀請求鎖。如果有應(yīng)用程序需要更改讀該表上的數(shù)據(jù)，必須等S鎖被釋放。
? 如果一個應(yīng)用程序得到某表的U鎖，該應(yīng)用程序可以讀表中的任何數(shù)據(jù)，并最終可以通過獲得表上的X鎖來得到對表中任何數(shù)據(jù)的修改權(quán)。其他應(yīng)用程序只能讀取該表中的數(shù)據(jù)。U鎖與S鎖的區(qū)別主要在于更改的意圖上。U鎖的設(shè)計主要是為了避免兩個應(yīng)用程序在擁有S鎖的情況下同時申請X鎖而造成死鎖的。
? 如果一個應(yīng)用程序得到某表上的X鎖，該應(yīng)用程序可以讀或修改表中的任何數(shù)據(jù)。其他應(yīng)用程序不能對該表進行讀或者更改操作。
? 如果一個應(yīng)用程序得到某表上的Z鎖，該應(yīng)用程序可以讀或修改表中的任何數(shù)據(jù)。其他應(yīng)用程序，包括未提交讀程序都不能對該表進行讀或者更改操作。
IN鎖用于表上以允許未提交讀這一概念。
3.2.2 DB2行鎖的模式
除了表鎖之外，DB2還支持以下幾種方式的行鎖。
名稱縮寫 全名 需要表鎖的最低級別 描述
S 共享鎖
（Share） IS 該行正在被某個應(yīng)用程序讀取，其他應(yīng)用程序只能對該行進行讀操作。
U 更改鎖
(Update) IX 某個應(yīng)用程序正在讀該行并有可能更改該行，其他應(yīng)用程序只能讀該行。
X 排它鎖
(eXclusive) IX 該行正在被某個應(yīng)用程序更改，其他應(yīng)用程序不能訪問該行。
W 弱排它鎖
(Weak eXclusive) IX 當(dāng)一行數(shù)據(jù)被插入表中的時候，該行上會被加上W鎖。鎖的擁有者能夠更改該行，該鎖基本與X鎖相同，除了它與NW鎖兼容。
NS 下一鍵共享鎖
(Next Key Share) IS 鎖的擁有者和其他程序都可以讀該行，但不能對該行進行更改。當(dāng)應(yīng)用程序處于RS或CS隔離級下，該鎖用來替代S鎖。
NX 下一鍵排它鎖
(Next Key eXclusive) IX 當(dāng)一行數(shù)據(jù)被插入到索引中或從索引中被刪除的時候，該行的下一行上會被加上該鎖。鎖的擁有者可以讀，但不能更改鎖定行。該鎖與X鎖類似，只是與NS鎖兼容。
NW 下一鍵弱排它鎖
(Next Key Weak eXclusive) IX 當(dāng)一行被插入到索引中的時候，該行的下一行會被加上該鎖。鎖的擁有者可以讀但不能更改鎖定行。該鎖與X和NX鎖類似，只是與W和NS鎖兼容。
表四：DB2數(shù)據(jù)庫行鎖的模式
DB2鎖的兼容性
鎖A的模式 鎖B的模式
IN IS S IX SIX U X Z
IN Y Y Y Y Y Y Y N
IS Y Y Y Y Y Y N N
S Y Y Y N N Y N N
IX Y Y N Y N N N N
SIX Y Y N N N N N N
U Y Y Y N N N N N
X Y N N N N N N N
Z N N N N N N N N
表五：DB2數(shù)據(jù)庫表鎖的相容矩陣
鎖A的模式 鎖B的模式
S U X W NS NX NW
S Y Y N N Y N N
U Y N N N Y N N
X N N N N N N N
W N N N N N N Y
NS Y Y N N Y Y Y
NX N N N N Y N N
NW N N N Y Y N N
表六：DB2數(shù)據(jù)庫行鎖的相容矩陣
下表是筆者總結(jié)了DB2中各SQL語句產(chǎn)生表鎖的情況（假設(shè)缺省的隔離級別為CS）：
SQL語句 行鎖
模式 表鎖
模式 允許的鎖模式
Select * from table_name for read only with rr.. 無 S IN,IS,S,U
Select * from table_name for read only with rs.. NS IS IN,IS,S,SIX,U
Select * from table_name for read only with cs.. 無 無
Select * from table_name for read only with ur.. 無 無
Select * from table_name for update with rr 無 U IN,IS,S
Select * from table_name for update with rs U IX IN,IS,IX
Select * from table_name for update with cs U IX IN,IS,IX
Select * from table_name for update with ur U IX IN,IS,IX
Insert into table_name…… W IX IN,IS,IX
Update table_name…… X IX IN,IS,IX
Delete from table_name…… X IX IN,IS,IX
lock table table_name in share mode 無 S IN,IS,S,U
lock table table_name in exclusive mode 無 X IN
Alter table t1 add column id int Z
Drop table t1 X Z
Create table t1(id int) Z
注：alter，create，drop會在syscolumns,systables,systablespaces,sysuserath等數(shù)據(jù)字典系統(tǒng)表中加行級鎖。
3.3 DB2鎖的升級
每個鎖在內(nèi)存中都需要一定的內(nèi)存空間，為了減少鎖需要的內(nèi)存開銷，DB2提供了鎖升級的功能。鎖升級是通過對表加上非意圖性的表鎖，同時釋放行鎖來減少鎖的數(shù)目，從而達到減少鎖需要的內(nèi)存開銷的目的。鎖升級是由數(shù)據(jù)庫管理器自動完成的，有兩個數(shù)據(jù)庫的配置參數(shù)直接影響鎖升級的處理：
locklist—在一個數(shù)據(jù)庫全局內(nèi)存中用于鎖存儲的內(nèi)存。單位為頁（4K）。
maxlocks—一個應(yīng)用程序允許得到的鎖占用的內(nèi)存所占locklist大小的百分比。
鎖升級會在這兩種情況下被觸發(fā)：
? 某個應(yīng)用程序請求的鎖所占用的內(nèi)存空間超出了maxlocks與locklist的乘積大小。這時，數(shù)據(jù)庫管理器將試圖通過為提出鎖請求的應(yīng)用程序申請表鎖，并釋放行鎖來節(jié)省空間。
? 在一個數(shù)據(jù)庫中已被加上的全部鎖所占的內(nèi)存空間超出了locklist定義的大小。這時，數(shù)據(jù)庫管理器也將試圖通過為提出鎖請求的應(yīng)用程序申請表鎖，并釋放行鎖來節(jié)省空間。
鎖升級是有可能會失敗的，比如，現(xiàn)在一個應(yīng)用程序已經(jīng)在一個表上加有IX鎖，表中的某些行上加有X鎖，另一個應(yīng)用程序又來請求表上的IS鎖，以及很多行上的S鎖，由于申請的鎖數(shù)目過多引起鎖的升級。數(shù)據(jù)庫管理器試圖為該應(yīng)用程序申請表上的S鎖來減少所需要的鎖的數(shù)目，但S鎖與表上原有的IX鎖沖突，鎖升級不能成功。
如果鎖升級失敗，引起鎖升級的應(yīng)用程序?qū)⒔拥揭粋€-912的SQLCODE。