DB2 for z/OS V9.1 的一項(xiàng)新特性 SKIP LOCKED DATA 使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用程序級(jí)別的會(huì)話鎖定，允許在中途進(jìn)行 DB2 提交。通過本文介紹的簡(jiǎn)便設(shè)計(jì)模式，熟悉這個(gè)特性的細(xì)節(jié)。

簡(jiǎn)介

對(duì)于獲得最佳的應(yīng)用程序性能，以及確保數(shù)據(jù)完整性和一致的應(yīng)用程序行為來說，數(shù)據(jù)庫鎖定策略是非常重要的。在 Paul Ilechko 的文章 “Locking strategies for database access”（developerWorks，2006 年 3 月）中，他描述了進(jìn)行數(shù)據(jù)庫鎖定的邏輯會(huì)話鎖定方式。除了事務(wù)鎖定之外，這種方式可以在更高的級(jí)別上控制應(yīng)用程序的并發(fā)性。

很難實(shí)現(xiàn)消極會(huì)話鎖定方式的 bullet-proof 實(shí)現(xiàn)。但是，利用 DB2 Version 9.1 for z/OS 中引入的新特性 SKIP LOCKED DATA（這個(gè)特性最初是為另一個(gè)完全不同的用途設(shè)計(jì)的，即避免鎖定），可以實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)單可靠的解決方案。

問題陳述

在許多場(chǎng)景中，應(yīng)用程序級(jí)別上的并發(fā)性控制是必要的，例如：

確保在一組不可共享的資源上工作的應(yīng)用程序互斥。一個(gè)真實(shí)的示例是，一個(gè)存儲(chǔ)過程使 DB2 外部的全文索引與 DB2 中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)同步。在這里，受控制的資源是全文索引。它由索引名稱標(biāo)識(shí)，索引名稱是存儲(chǔ)過程的一個(gè)參數(shù)。只有在索引名稱參數(shù)不同的情況下，才允許并行調(diào)用這個(gè)存儲(chǔ)過程。

控制同時(shí)對(duì)一個(gè)資源集進(jìn)行操作的應(yīng)用程序的最大數(shù)量。

對(duì)于消極會(huì)話鎖定，按照慣例，應(yīng)用程序需要兩個(gè)函數(shù) lock(resource) 和 unlock()。

下面是對(duì)解決方案的一些需求，這些需求使解決方案在應(yīng)用程序級(jí)別難以實(shí)現(xiàn)：

1.解決方案必須為在應(yīng)用程序之間可見的每個(gè)資源提供一個(gè)概念性的會(huì)話鎖。

2.即使持有會(huì)話鎖的應(yīng)用程序非正常終止，解決方案也必須保證會(huì)話鎖被釋放。

3.鎖定或解鎖機(jī)制必須獨(dú)立于應(yīng)用程序中的 DB2 事務(wù)（也就是說，中途事務(wù)提交不能產(chǎn)生釋放會(huì)話鎖的副作用）。

4.解決方案必須避免會(huì)話鎖超時(shí)和長(zhǎng)時(shí)間等待鎖。lock() 函數(shù)必須立即進(jìn)行檢查并返回（非阻塞方式）。

基于 DB2 事務(wù)鎖的任何會(huì)話鎖定實(shí)現(xiàn)必須解決鎖沖突問題。事務(wù)鎖沖突可以導(dǎo)致事務(wù)回滾（sqlcode -911），或者導(dǎo)致不確定地等待鎖。如果沒有 SKIP LOCKED DATA 這樣的數(shù)據(jù)庫概念，這個(gè)問題是很難解決的。

解決方案的模式

作為一個(gè)解決方案，建議定義一個(gè) DB2 表，其中包含資源標(biāo)識(shí)符的列表，并在所有應(yīng)用程序?qū)Y源的訪問中使用鎖定和解鎖協(xié)議。lock() 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)在一個(gè) SQL fetch 語句中使用 DB2 新功能 skipping locked data。這是該解決方案的關(guān)鍵。

為資源鎖定創(chuàng)建一個(gè)DB2表

創(chuàng)建一個(gè) DB2 表（在下文中稱為 鎖表（lock table）），它定義與會(huì)話鎖定相關(guān)的資源。假設(shè)邏輯會(huì)話鎖的范圍是某種資源標(biāo)識(shí)符。在上面的全文索引示例中，這個(gè)標(biāo)識(shí)符是索引名稱。對(duì)于每個(gè)資源，在這個(gè)表中插入一行。

清單1. 創(chuàng)建鎖表的SQL示例

CREATE TABLE LockTable(ResourceId CHAR(10));

INSERT INTO LockTable VALUES('INDEX 1');

INSERT INTO LockTable VALUES('INDEX 2');

上面的示例演示如何在鎖表中填充兩個(gè)全文索引資源。每個(gè)索引不能由一個(gè)以上的應(yīng)用程序使用。這意味著，應(yīng)用程序 1 可能使用索引 1，同時(shí)應(yīng)用程序 2 使用索引 2，但是不允許兩個(gè)應(yīng)用程序中同時(shí)使用索引1。

使用鎖定/解鎖協(xié)議訪問資源

引入一個(gè)由兩個(gè)函數(shù) lock(ResourceId) 和 unlock() 組成的協(xié)議，所有應(yīng)用程序都需要遵守這個(gè)協(xié)議。具體的接口依賴于實(shí)現(xiàn)語言，在這里無關(guān)緊要。關(guān)鍵的一點(diǎn)是，所有應(yīng)用程序在訪問會(huì)話鎖控制的資源 之前，必須調(diào)用 lock(resourceId)。當(dāng)不再需要這個(gè)資源時(shí)，它們應(yīng)該調(diào)用 unlock()。

實(shí)現(xiàn) lock() 函數(shù)

lock() 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)必須確保調(diào)用者能夠立即得到請(qǐng)求的結(jié)果（授予鎖還是不授予鎖）。另外，授予的鎖必須不受應(yīng)用程序中 DB2 事務(wù)的影響。因此，lock() 的實(shí)現(xiàn)必須在一個(gè)單獨(dú)的線程中打開額外的 DB2 連接。所以，lock() 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)由以下步驟組成：

1.啟動(dòng)一個(gè)對(duì)鎖請(qǐng)求進(jìn)行處理的子線程。

2.等待子線程發(fā)出表示鎖請(qǐng)求處理完成的信號(hào)，這時(shí)結(jié)果已經(jīng)可用了。

3.在子線程中，打開新的 DB2 連接，在鎖表中獲取具有所請(qǐng)求的資源 ID 的一行。在這里，使用 SKIP LOCKED DATA 特性只獲得未被 DB2 鎖定的行（例如，如果另一個(gè)應(yīng)用程序持有這個(gè)資源上的會(huì)話鎖，就不能獲得這一行）。DB2 并不在獲取操作中等待。見 清單 2 中的示例代碼。現(xiàn)在，請(qǐng)求的結(jié)果必須在主線程中可用。子線程等待主線程的終止信號(hào)。如果授予了會(huì)話鎖，它就持有鎖表中一行上的 DB2 更新鎖，直到發(fā)生以下情況為止：

調(diào)用 unlock() 或者

應(yīng)用程序終止。

4.lock() 函數(shù)主線程從子線程獲得結(jié)果。如果授予了鎖，那么 lock() 函數(shù)返回調(diào)用者。否則子線程被終止。

清單2. 在子線程中實(shí)現(xiàn) lock() 的SQL代碼

DECLARE C1 CURSOR FOR

SELECT ResourceId FROM LockTable WHERE ResourceId=:resourceId

FOR UPDATE WITH CS SKIP LOCKED DATA;

OPEN C1;

FETCH C1;

if (sqlca.sqlcode==NO_DATA_FOUND) {

result=indexAlreadyLocked;

} else {

result=lockGranted;

}

實(shí)現(xiàn) unlock() 函數(shù)

提供一個(gè) unlock() 函數(shù)，它將終止仍然持有鎖表中某一行的 DB2 更新鎖的子線程。子線程中的終止代碼關(guān)閉 SQL 游標(biāo)，并使事務(wù)回滾，見 清單 3。因此，會(huì)釋放這一行的 DB2 更新鎖，清單 2 中的下一個(gè) SQL select 語句會(huì)看到這一行。

清單3. 在子線程中實(shí)現(xiàn) unlock()的SQL代碼

CLOSE C1;

ROLLBACK WORK;

控制同時(shí)訪問一個(gè)資源的應(yīng)用程序數(shù)量

對(duì)以上方式做一項(xiàng)簡(jiǎn)單的修改，就可以控制同時(shí)訪問一個(gè)資源集的應(yīng)用程序數(shù)量：

如果鎖表中有重復(fù)的行,就可以對(duì)資源進(jìn)行并發(fā)使用。鎖表中一個(gè)資源的行數(shù)決定了可以同時(shí)訪問這個(gè)資源的最大應(yīng)用程序數(shù)量。

清單 4. 填充鎖表來控制同時(shí)訪問的最大應(yīng)用程序數(shù)量的SQL示例

INSERT INTO LockTable VALUES('INDEX 1');

INSERT INTO LockTable VALUES('INDEX 1');

INSERT INTO LockTable VALUES('INDEX 2');

INSERT INTO LockTable VALUES('INDEX 2');

INSERT INTO LockTable VALUES('INDEX 2');

按照這段代碼，最多有兩個(gè)應(yīng)用程序可以同時(shí)訪問 ‘INDEX 1’，最多有三個(gè)應(yīng)用程序可以同時(shí)訪問 ‘INDEX 2’。

結(jié)束語

有一種簡(jiǎn)單可靠的解決方案模式可用于在應(yīng)用程序級(jí)別實(shí)現(xiàn)會(huì)話鎖。它依賴于 DB2 Version 9.1 for z/OS 中的新特性 SKIP LOCKED DATA，且已成功應(yīng)用于一個(gè) DB2 開發(fā)項(xiàng)目。