外键是我们经常使用的数据库约束方式。它保证了子表上的特定索引列取值一定与父表列(主键列)相一致对应。而且保证在子表没有对应子记录的情况下,父表数据才能删除。应该说,外键是实现数据库完整性、消除潜在脏数据风险的重要手段。

在使用外键的时候,我们经常会要求在子表外键列上建立索引。这个“江湖定则”有什么样的原因呢?本篇我们一起来进行探讨。还是使用组合实验的方式来进行研究。

1、 环境准备

我们在 Oracle 11gR2版本上进行试验,构建初步的实验环境。

首先建立父子表关系。

SQL> select * from v$version;

BANNER

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Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.1.0 - Production

PL/SQL Release 11.2.0.1.0 - Production

CORE 11.2.0.1.0 Production

TNS for Linux: Version 11.2.0.1.0 - Production

NLSRTL Version 11.2.0.1.0 - Production

--环境准备

SQL> create table master (id number, vname varchar2(10));

Table created

SQL> alter table master add constraint pk_master primary key (id);

Table altered

SQL> create table detail (did number, mid number, details varchar2(10));

Table created

SQL> alter table detail add constraint pk_detail primary key (did);

Table altered

SQL> alter table detail add constraint fk_detail_master_mid foreign key (mid) references master(id);

Table altered

上面建立了数据表 master和detail,两个数据表分别以id和did作为主键。同时,detail的mid列作为与master表id列的外键关系,建立外键fk_detail_master_mid。

两个数据表对象的基础信息对应为:

SQL> select object_name,object_id from dba_objects where object_name in ('MASTER','DETAIL','IDX_DETAIL_MID');

OBJECT_NAME OBJECT_ID

-------------------- ----------

DETAIL 75191

MASTER 75189

基础数据准备:

SQL> select * from master;

ID VNAME

---------- ----------

2 dfdf

4 (后加入该条记录)

SQL> select * from detail;

DID MID DETAILS

---------- ---------- ----------

1 1

2 1 dkff

3 2 fdkff

会话准备,作为并发操作实验,我们准备两个会话窗口。 sid1和sid2,其中sid1为主操作会话窗口。sid1会话编号为135,sid2会话编号为18。另外,使用监控语句监控并发锁状态。

select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

2、外键关联下,DML操作锁的特殊性

首先我们探讨一下 Oracle条件下外键关联影响DML操作锁的情况。在一般情况下,Oracle使用的是行锁机制,保证进行DML操作的数据行不会被其他会话影响,也不会影响到其他数据行的操作,更不会影响到其他数据表的问题。

在没有外键的情况下,我们观察一下 Oracle锁情况(额外实验,非Oracle11g环境)。

SQL> select sid from v$mystat where rownum<2;

----------

SQL> insert into t select * from dba_objects;

50367 rows inserted

SQL> select sid, type ,id1, id2, lmode, request, block from v$lock where sid=144;

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

144 TM 54206 0 3 0 0

144 TX 327716 1068 6 0 0

从这个案例中,可以看到 Oracle进行DML操作的基本规范。在进行DML操作的时候,Oracle首先会尝试在数据表添加一个TM锁,级别是共享锁(lmode=3)。这个TM锁的id1参数为添加对象的object_id。这个锁的作用是保证在进行DML事务的时候,数据表不会被修改或者独占,体现在被添加3级锁以上级别的锁级别。这样,如果有其他会话要进行DML操作,在加入lmode=3锁的时候,是不会发生阻塞的。这样也就保证了对同一个数据表,是可以同时并发DML操作的。

其次, Oracle会独占使用数据行记录。就体现在添加的TX锁上,注意是lmode=6的级别锁。TX锁的参数信息,表示的是对应的事务段信息。

结论:在没有外键的作用下, Oracle进行的是最小粒度的锁控制。不会影响到其他数据表。

如果添加了外键,我们对数据表的 DML操作后,将会有何种影响呢?

SQL> insert into master values (4,'dk');

1 row inserted

此时,监控结构。

SQL> select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

135 TM 75189 0 3 0 0

135 TM 75191 0 3 0 0

135 TX 655390 1000 6 0 0

我们对主表进行操作,除了对主表的共享锁之外,还额外对 子表( object_id=75191)进行加共享锁机制

在主表操作上, delete主表操作不会带来对子表的连带锁操作。

SQL> delete master where id=3;

1 row deleted

SQL> select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

135 TM 75189 0 3 0 0

135 TX 65564 963 6 0 0

update操作,也是不会影响到子表记录。

SQL> update master set vname='df' where id=3;

1 row updated

SQL> select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

135 TM 75189 0 3 0 0

135 TX 262156 999 6 0 0

那么,我们对子表进行 DML操作的时候,会连带影响到父表锁吗?下面进行DML操作实验。

SQL> insert into detail values (4,2,'d');

1 row inserted

SQL> select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

135 TM 75189 0 3 0 0

135 TM 75191 0 3 0 0

135 TX 262170 1001 6 0 0

SQL> update detail set details='dkl' where did=3;

1 row updated

SQL> select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

135 TM 75191 0 3 0 0

135 TX 393236 1219 6 0 0

SQL> delete detail where did=3;

1 row deleted

SQL> select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

135 TM 75189 0 3 0 0

135 TM 75191 0 3 0 0

135 TX 327713 1218 6 0 0

子表操作的效果上,对子表进行 insert和delete操作时候,也是会影响到父表锁结构的。

注意:我们上面的实验,是在子表无索引的情况下进行的。如果我们建立了索引结构,上面实验有什么不同的?

SQL> create index idx_detail_mid on detail(mid);

Index created

进行上述相同实验,由于篇幅原因,不加以累述,只是针对与无索引时候的差异进行阐述。

在对主表进行操作的时候, delete操作会引起连带的锁结构。

SQL> delete master where id=3;

1 row deleted

SQL> select sid,type,id1,id2,lmode,request,block from v$lock where sid in (135,18) and type not in ('AE','TO');

SID TYPE ID1 ID2 LMODE REQUEST BLOCK

---------- ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------

135 TM 75189 0 3 0 0

135 TM 75191 0 3 0 0

135 TX 524319 1418 6 0 0

对子表进行操作的时候,有无索引引起的锁结构相同。下表表示时候有连带锁效应。

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