行级锁与Oracle RAC：并发控制与一致性策略

Oracle RAC（Real Application Cluster）是一种高可用性和高性能的数据库集群解决方案，它允许多个数据库实例同时处理并发请求，通过共享内存和高速网络连接提供无缝的数据库服务。在这个环境中，行级锁机制起着至关重要的作用，确保数据的一致性和并发控制。 行级锁机制是Oracle数据库的核心组成部分，它在事务处理中扮演了隔离各个并发事务的关键角色。当一个事务开始时，首先需要申请一个全局事务（TX）锁，这个锁保护的是回滚段，确保事务在修改数据之前拥有所需的资源。回滚段是用于存储事务历史信息的地方，包括修改前的数据状态。 在行级操作中，事务会遵循以下步骤： 1. **TM锁获取**：事务在修改数据之前，需要获取表的TM（Table Mode）锁，这是一种行级锁，确保不会在事务执行期间改变表的结构。 2. **ITL表申请**：事务在要修改的数据块上申请一个空闲的ITL（Insertion Time List）表项，记录事务号和回滚段地址，这一步为并发控制提供了依据。 3. **记录锁定与修改**：在修改记录前，事务会先在回滚段中备份当前记录的状态，然后更新数据。同时，会在被修改记录的头部设置ITL索引，指向申请的ITL表项。 4. **并发控制**：其他用户尝试修改同一记录时，会检查记录头部的ITL索引，确认事务是否已提交。若事务未提交，其他事务会等待直至前一个事务解锁。 5. **隔离级别**：Oracle数据库支持多种隔离级别，包括Read Committed（默认），Serializable和ReadOnly。Read Committed允许脏读、不可重复读和幻影读，提供了相对较低的并发性能；Serializable和ReadOnly则提供了更强的隔离，但可能导致较低的并发性。例如，Serializable级别可以防止任何幻象读，但可能需要更多的锁等待。 在RAC环境下，这些锁定和隔离级别的规则在网络间透明地应用，确保了多个节点间的事务一致性。然而，复杂性也随之增加，因为节点间的通信和锁管理需要高度协调。理解行级锁机制对于在RAC中管理和优化数据库性能至关重要，尤其是在处理高并发和大交易量场景时。