Oracle 19c入门学习教程，从入门到精通，Oracle数据库控制 —— 事务与并发控制详解(14）

Oracle数据库控制 ------ 事务与并发控制详解

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一、环境准备：Oracle 安装简要说明（延续第13章）

本章依赖已安装的 Oracle Database（如 21c XE），无需额外安装组件。

若尚未安装，请参考第13章"环境准备"部分完成 Oracle 安装并确保可使用 sqlplus 连接。

验证安装：

sqlplus sys/your_password@localhost:1521/XE as sysdba

创建测试用户（用于后续案例）：

-- 以 SYSDBA 身份执行
CREATE USER app_user IDENTIFIED BY AppPass123;
GRANT CREATE SESSION, CREATE TABLE, UNLIMITED TABLESPACE TO app_user;

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二、核心语法知识点详解与案例

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1. 事务概述（Transaction）

概念：

• 事务 是一组逻辑操作单元，具有 ACID 特性：
  • Atomicity（原子性）：全部成功或全部失败。
  • Consistency（一致性）：事务前后数据满足业务规则。
  • Isolation（隔离性）：并发事务互不干扰。
  • Durability（持久性）：提交后结果永久保存。

Oracle 事务特点：

• 自动开启：执行第一条 DML（INSERT/UPDATE/DELETE）时自动开始。
• 显式结束 ：通过 COMMIT 或 ROLLBACK 结束。
• 隐式提交：执行 DDL（如 CREATE TABLE）或退出会话时自动提交。

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2. 操作事务

2.1 提交事务（COMMIT）

COMMIT [WORK] [COMMENT 'text'];

• WORK 可选（兼容 SQL 标准）。
• COMMENT 用于分布式事务（极少用）。

案例：

-- 开启事务（自动）
INSERT INTO employees (id, name) VALUES (101, 'Alice');
UPDATE departments SET head = 'Alice' WHERE dept_id = 10;

-- 提交更改
COMMIT;  -- 所有修改永久生效

2.2 回滚事务（ROLLBACK）

ROLLBACK [WORK] [TO SAVEPOINT savepoint_name];

案例：

-- 插入数据
INSERT INTO employees VALUES (102, 'Bob');

-- 设置保存点
SAVEPOINT sp1;

-- 再插入
INSERT INTO employees VALUES (103, 'Charlie');

-- 回滚到保存点（仅撤销 Charlie 的插入）
ROLLBACK TO sp1;

-- 完全回滚（撤销 Bob 和 Charlie）
ROLLBACK;

✅ SAVEPOINT 允许部分回滚，提高事务灵活性。

2.3 自动回滚

• 会话异常断开（如网络中断） → Oracle 自动回滚未提交事务。
• 执行 DDL（如 CREATE TABLE） → 隐式提交当前事务。

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3. 并发控制与锁机制

3.1 为何加锁？

• 防止多个事务同时修改同一数据导致 不一致。
• 保证 隔离性（Isolation）。

常见并发问题：

问题	说明
脏读	读到未提交的数据
不可重复读	同一事务内多次读取结果不同
幻读	新插入的行"凭空出现"

🔒 Oracle 默认隔离级别为 READ COMMITTED，可避免脏读，但可能出现不可重复读和幻读。

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4. 加锁的方法

Oracle 自动管理大多数锁（DML 锁），但也支持手动控制。

4.1 行级锁（Row-Level Locking）

• 执行 UPDATE / DELETE 时自动对涉及行加 排他锁（X 锁）。
• 其他会话可读，但不能修改被锁定的行。

案例（会话 A）：

-- 会话 A
UPDATE employees SET salary = 8000 WHERE id = 101;
-- 此时 id=101 的行被锁定（未 COMMIT 前）

会话 B 尝试修改同一行：

-- 会话 B（将阻塞，直到会话 A COMMIT 或 ROLLBACK）
UPDATE employees SET salary = 9000 WHERE id = 101;

⏳ 会话 B 会等待（默认无超时），可通过 ALTER SESSION SET ddl_lock_timeout = 10; 设置 DDL 等待时间（对 DML 无效）。

4.2 表级锁（Table Locks）

• 手动加表锁（较少用，通常由 Oracle 自动升级）。

语法：

LOCK TABLE table_name IN lock_mode MODE [NOWAIT];

常见模式：

模式	说明
ROW SHARE	允许多个会话并发读写（默认 DML 行为）
SHARE	禁止其他会话修改表（用于只读场景）
EXCLUSIVE	禁止任何其他 DML/DDL

案例：

-- 锁定 employees 表为共享模式（禁止结构修改）
LOCK TABLE employees IN SHARE MODE;

-- 锁定为排他模式（禁止任何其他访问）
LOCK TABLE employees IN EXCLUSIVE MODE NOWAIT;  -- NOWAIT：不等待，直接报错

❗ EXCLUSIVE 模式会阻塞所有其他 DML，慎用！

4.3 SELECT FOR UPDATE（显式加锁）

• 在查询时锁定选中行，防止其他会话修改。

语法：

SELECT ... FROM table_name WHERE ... FOR UPDATE [OF column_list] [NOWAIT | WAIT n];

案例：

-- 锁定部门 10 的所有员工记录
SELECT * FROM employees WHERE dept_id = 10 FOR UPDATE;

-- 仅锁定 salary 列（语义上，实际仍锁整行）
SELECT id, salary FROM employees WHERE id = 101 FOR UPDATE OF salary NOWAIT;

✅ 常用于"先查后改"场景，避免竞态条件。

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5. 死锁（Deadlock）

5.1 死锁的产生

• 两个或多个事务互相等待对方释放锁，形成循环等待。

经典场景：

• 会话 A ：更新 emp(id=1) → 尝试更新 dept(id=1)
• 会话 B ：更新 dept(id=1) → 尝试更新 emp(id=1)
• 双方都在等对方释放锁 → 死锁！

5.2 Oracle 如何处理死锁？

• Oracle 自动检测死锁（通过等待图）。
• 终止其中一个事务 （报错 ORA-00060），让另一个继续。

模拟死锁（需两个会话）：

会话 A：

UPDATE employees SET salary = 7000 WHERE id = 101;
-- 不提交
UPDATE departments SET budget = 100000 WHERE dept_id = 10;

会话 B：

UPDATE departments SET budget = 110000 WHERE dept_id = 10;
-- 不提交
UPDATE employees SET salary = 7500 WHERE id = 101;

→ 其中一个会话将报错：

ORA-00060: deadlock detected while waiting for resource

5.3 死锁的预防

✅ 最佳实践：

1. 按固定顺序访问表 ：如总是先 employees 后 departments。
2. 减少事务持有锁的时间 ：尽快 COMMIT。
3. 避免交互式事务：不要在事务中等待用户输入。
4. 使用 SELECT FOR UPDATE NOWAIT：快速失败而非无限等待。

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三、综合性实战案例

场景：银行转账系统（高并发安全）

业务需求：

• 用户 A 向用户 B 转账 500 元。
• 必须保证：A 扣款成功 ⇨ B 加款成功（原子性）。
• 高并发下不能超扣或重复转账。

表结构：

CREATE TABLE accounts (
    account_id NUMBER PRIMARY KEY,
    balance    NUMBER(10,2) NOT NULL
);

INSERT INTO accounts VALUES (1, 1000.00);  -- A
INSERT INTO accounts VALUES (2, 2000.00);  -- B
COMMIT;

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安全转账存储过程（推荐方式）

CREATE OR REPLACE PROCEDURE transfer_funds(
    p_from_id   IN NUMBER,
    p_to_id     IN NUMBER,
    p_amount    IN NUMBER
)
AS
    v_from_bal NUMBER;
    v_to_bal   NUMBER;
BEGIN
    -- 1. 显式锁定两账户（按 ID 升序，避免死锁）
    SELECT balance INTO v_from_bal 
    FROM accounts 
    WHERE account_id = p_from_id 
    FOR UPDATE;  -- 锁定转出账户

    SELECT balance INTO v_to_bal 
    FROM accounts 
    WHERE account_id = p_to_id 
    FOR UPDATE;  -- 锁定转入账户

    -- 2. 检查余额
    IF v_from_bal < p_amount THEN
        RAISE_APPLICATION_ERROR(-20001, 'Insufficient funds');
    END IF;

    -- 3. 执行转账
    UPDATE accounts SET balance = balance - p_amount WHERE account_id = p_from_id;
    UPDATE accounts SET balance = balance + p_amount WHERE account_id = p_to_id;

    -- 4. 提交（自动释放锁）
    COMMIT;
    DBMS_OUTPUT.PUT_LINE('Transfer successful.');

EXCEPTION
    WHEN OTHERS THEN
        ROLLBACK;
        RAISE;
END;
/

✅ 关键点：

• 使用 FOR UPDATE 显式加锁。
• 按 account_id 升序访问（统一顺序防死锁）。
• 异常时回滚。

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多会话并发测试

会话 1：

EXEC transfer_funds(1, 2, 500);

会话 2（同时执行）：

EXEC transfer_funds(2, 1, 300);

→ Oracle 会串行执行，不会出现余额错误或死锁（因访问顺序一致）。

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四、监控与诊断工具

1. 查看当前锁信息

-- 查看被阻塞的会话
SELECT sid, serial#, username, blocking_session
FROM v$session
WHERE blocking_session IS NOT NULL;

-- 查看锁详情
SELECT s.sid, s.serial#, s.username, l.type, l.lmode, l.request, o.object_name
FROM v$lock l
JOIN v$session s ON l.sid = s.sid
LEFT JOIN dba_objects o ON l.id1 = o.object_id
WHERE l.type IN ('TM', 'TX');

2. 强制终止会话（解决长时间阻塞）

-- 终止 SID=123, SERIAL#=456 的会话
ALTER SYSTEM KILL SESSION '123,456';

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五、总结与最佳实践

主题	建议
事务	尽量短小，及时 COMMIT/ROLLBACK
锁	优先依赖 Oracle 自动行锁，必要时用 FOR UPDATE
死锁	统一访问顺序 + 快速失败（NOWAIT）
并发	避免长事务，合理设计索引减少锁范围
监控	定期检查 v$lock、v$session

💡 Oracle 的并发控制高度自动化，开发者应聚焦于 事务边界设计 和 访问顺序规范，而非手动加锁。

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✅ 本章覆盖 Oracle 事务控制、锁机制、死锁处理全流程，适用于 OLTP 高并发场景开发与调优。