- 事务与并发控制
在数据库中，事务是一个逻辑的操作单元，它保证了数据的一致性和完整性。每个事务必须遵循ACID原则（原子性、一致性、隔离性、持久性）。事务管理在并发访问时尤为重要，因为多个事务可能会同时对数据库进行读写操作，导致数据冲突、死锁和脏读等问题。
1.1 ACID原则
- 原子性（Atomicity）：事务中的操作要么全部完成，要么全部不做。
- 一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库必须保持一致的状态。
- 隔离性（Isolation）：事务之间的执行相互隔离，不应相互干扰。
- 持久性（Durability）：一旦事务提交，修改的数据会永久保存在数据库中。
- Oracle 23的事务隔离级别
隔离性是并发控制的关键，它决定了不同事务之间的相互影响程度。Oracle 23支持四种标准的事务隔离级别，每个级别定义了一个事务对其他并发事务的可见性及锁定行为。
2.1 四种事务隔离级别
- 读未提交（Read Uncommitted）
事务可以读取其他事务未提交的数据。会出现脏读的情况，即一个事务读取了另一个事务尚未提交的数据，可能导致不一致的数据。
Oracle不支持该隔离级别，因为它不保证事务的隔离性。
- 读已提交（Read Committed）
事务只能读取已经提交的数据。Oracle默认的隔离级别是读已提交，意味着一个事务在运行时只能读取另一个事务已提交的更改，但会出现不可重复读的问题，即同一个查询在同一事务中可能会返回不同的数据。
- 可重复读（Repeatable Read）
事务在整个过程中读取的数据是一致的，即在同一事务中多次查询相同的数据时，返回的数据始终相同。但该隔离级别可能会导致幻读（即同一查询在事务期间返回不同数量的记录）。
- 串行化（Serializable）
最强的隔离级别，事务执行时完全隔离，确保数据的严格一致性。所有事务的执行顺序和读取的数据是完全一致的，但这种隔离级别会导致更高的锁争用，影响性能。
2.2 隔离级别的选择
在实际应用中，选择适当的事务隔离级别需要在数据一致性和性能之间做权衡。对于大多数Web应用和报告查询，读已提交和可重复读通常是足够的，避免过度使用串行化隔离级别来提高并发性和系统吞吐量。
- 锁机制与并发控制
Oracle 23使用锁来实现并发控制，防止多个事务同时修改同一数据而导致的冲突。锁是Oracle数据库确保事务隔离性的核心机制。
3.1 锁的类型
- 行级锁（Row-Level Locking）
Oracle通常使用行级锁，允许不同事务同时操作不同的行。行级锁的粒度较小，可以最大限度地提高并发性。
行级锁主要通过SELECT FOR UPDATE语句显式地请求，避免其他事务修改正在被处理的行。
- 表级锁（Table-Level Locking）
表级锁会锁住整个表，防止其他事务对该表的任何操作。这种锁的粒度较大，通常在执行DDL（数据定义语言）操作时自动发生，如ALTER TABLE、DROP TABLE等。
表级锁不常用于并发控制，但在某些情况下可能是必需的，尤其是当多个事务需要对整个表的数据进行修改时。
- 共享锁与排他锁
共享锁允许多个事务同时读取数据，但不允许写入。适用于读取数据的场景。
排他锁会完全锁住数据，只有持有锁的事务可以修改数据，其他事务不能读取或修改被锁定的数据。排他锁通常用于写操作。
- 意向锁（Intention Locks）
用于声明事务打算在某一粒度的对象上获取锁。意向锁可以提高并发性，减少锁竞争。
3.2 死锁与解决方案
死锁发生在多个事务相互等待对方释放锁时，导致系统无法继续执行。在Oracle中，可以通过以下方式避免死锁：
- 保持事务简短：尽量减少每个事务的操作时间，避免长时间持有锁。
- 一致的锁定顺序：多个事务访问多个资源时，保持一致的锁定顺序，避免形成环形等待。
- 自动检测死锁：Oracle具有死锁检测机制，一旦发生死锁，数据库会自动回滚一个事务来解锁资源。
- Oracle并发性能优化
为了提高Oracle数据库在并发环境中的性能，可以采用以下几种优化策略：
- 索引优化：索引能显著提高查询性能，尤其是在高并发访问时。合理创建索引，可以减少锁的争用和表扫描的时间。
- 合适的事务设计：确保事务粒度合适，避免长时间持有锁。长时间的事务可能导致锁资源的竞争和性能下降。
- 批量处理：对于大批量的数据插入、更新操作，使用批量处理（如BULK COLLECT和FORALL）可以减少数据库操作次数，从而提高并发处理能力。
- 分区表：将大表分区可以提高查询性能，减少锁竞争。分区表将数据分布在多个存储区域，从而减少单个表的并发访问压力。
- 并行查询：Oracle支持并行查询，可以让多个CPU并行执行查询操作，从而提升查询性能。
