如何理解Oracle数据库中latch和enqueue

Oracle支持多个进程同时对同一个资源进行访问与操作，这很容易让人觉得这样做的结果是资源不同步，但Oracle又满足资源的一致性，如何做到的呢？Oracle就是利用latch和lock来保护资源的。
latch国内被翻译为闩锁，但也有地方被叫为锁存器；而lock，常被说成锁，而很多人常喜欢把Enqueue locks(队列)认为是lock，这也不无错误。
好，引用“高级OWI与Oracle性能调整”里latch与lock对照表：
分类 latch lock
目的 一个目的：对于内存结构的排他访问为目的(access)
(Oracle 9i开始，cache buffers chains latch在只读时可共享) 两个目的：锁模式如果可以互换，允许多个进程共享相同资源：锁模式如果不能互换，允许对资源排他访问
适用范围 只适用于SGA内部数据结构，临时保管内存对象，通过单
一操作，控制对内存结构的访问，不是事务单位 保护表、数据块、状态对象(state object)等对象，控制数据库的
数据或元数据的访问，事务单位
获取方式 可以有两种模式请求：willing-to-wait或no-wait 可以通过6种模式请求：null、row share、row exclusive、share、
share row exclusive、exclusive
范围 信息存于SGA内部，只能在本地实例上看，latch按实例级
工作 信息存于数据库内部，所有实例上课看其他信息，锁数据库级
上工作
复杂度 使用单纯命令实现，一般是test-and-set,compare-and-swap或单纯的CPU命令，容易实现 使用了包含上下文交换(context switch)的一连串命令语来实现，
实现复杂
持续时间 持续时间很短(毫秒单位) 持续一定时间(事务执行时间)
队列(queue) 进程在获取latch失败后，进入睡眠(sleep)状态时，该请求
不是以队列管理，不按请求顺序提供服务(利用latch wait
list,以队列方式使用的锁存器除外) 进程在获取锁失败后，该相应请求是以队列管理的，按请求顺序提供服务(NOWAIT模式除外)
死锁
(deadlock) latch不发生死锁 锁使用了队列方式，所以发生死锁的可能性较大，每当发生死锁时，就会创建trace文件
latch为轻量级锁，之所以说成轻量，是因为它速度快、锁实现方法简单。
latch保护的资源是SGA，如果想搜索或修改SGA特定区域的进程，必须获得保护相应区域的latch，并通过这些特定的latch，保护特定资源。
latch基本上使用排他模式(Exclusive)，而也有特定的latch使用共享模式，比如cache buffers chains latch在读取工作时使用share模式。
那下面介绍下几个重要的latch：
• cache buffers chains : db cache上搜索特定块的进程时需要获得的latch，对应的等待事件为latch:cache buffers chains
• cache buffers lru chain : db cache上搜索free buffer和dirty buffer进程时需要获得的latch，对应的等待事件为latch:cache buffers lru chain
• shared pool : 共享池的堆区域上预分配到chunk需要获得的latch，对应的等待事件为latch:shared pool
• library cache : 库告诉缓冲区上搜索进程时需要获得的latch，对应的等待事件为latch:library cache
sys@MAA> select name from v$latch where name like ‘%enqueue%’;
NAME
----------------------------------------------------------------------------------------------------enqueues
enqueue hash chains
instance enqueue
enqueue freelist latch
ges enqueue table freelist
message enqueue sync latch
enqueue sob latch

7 rows selected.

通过上面的查询了解到，Enqueue锁也是通过latch受到保护。
Enqueue锁是用Enqueue结构来管理的锁，而Enqueue的结构也存储在SGA区域。我们可以查看vevent_name来了解当前库中都存在什么Enqueue锁。 Enqueue锁所保护的资源定义为，其中锁的名称和资源名称相同，比如熟知的TX锁保护Transaction资源，TM锁保护Table资源，引申别的锁比如US锁保护Undo Segment资源。而标识符中ID1和ID2根据资源类型的不同所代表的含义不同，这里有这种规则： TM锁： ID1 = Object ID TX锁：ID1 – USN<<16 | SLOT , ID2 = Sequence US锁：ID1 – USN 若Enqueue锁引起等待事件，可以通过vlock中的type、ID1、ID2准确地观察哪些资源发生了锁争用。这时候我们也可以通过vsession_wait中的P1、P2、P3获得相同信息，P1=name|mode,P2=ID1,P3=ID2，而P1=name|mode转换为可阅读形式： select chr(bitand(P1,-16777216)/(16777215) || chr(bitand(p1, 16711680)/65535) "Lock",bitand(p1,65535)) "Mode"from dual; 或者可以直接使用如下SQL:SELECT CHR(bitand(p1,-16777216)/16777215)|| CHR(bitand(p1, 16711680)/65535) "Lock", TO_CHAR( bitand(p1,65535)) "Mode" FROM vsession_wait
WHERE event = ‘enqueue’/
Oracle 10g开始，对所有Enqueue资源类型分别定义等待事件，以enq: AA – BBBB事件，比如：enq: TX – row lock contention、enq: TX – contention等，而Oracle定义的等待事件非常多
sys@MAA> select count(*) from vevent_name where name like 'enq%'; COUNT(*)---------- 304 下面再看一下latch和enqueue相关的常用视图： LATCH相关： VLATCHNAME displays information about decoded latch names for the latches shown in V$LATCH. The rows of V$LATCHNAME have a one-to-one correspondence to the rows of V$LATCH. V$LATCH displays aggregate latch statistics for both parent and child latches, grouped by latch name.
V$LATCH_PARENT displays statistics about parent latches. The columns for V$LATCH_PARENT are the same as those for V$LATCH. V$LATCH_CHILDREN displays statistics about child latches. This view includes all columns of VLATCH plus the CHILD# column. Note that child latches have the same parent if their LATCH# columns match each other. ENQUEUE相关： VLOCK lists the locks currently held by the Oracle Database and outstanding requests for a lock or latch.
V$ENQUEUE_LOCK displays all locks owned by enqueue state objects. The columns in this view are identical to the columns in V$LOCK.
VLOCKED_OBJECT lists all locks acquired by every transaction on the system. It shows which sessions are holding DML locks (that is, TM-type enqueues) on what objects and in what mode. DBA_WAITERS shows all the sessions that are waiting for a lock. In an Oracle RAC environment, this only applies if the waiter is on the same instance. 另外根据资源类型不同，我们可能还需要观察DBA_OBJECTS、DBA_TABLESPACES、VSESSION、VSESSION_EVENT、VTRANSACTION、VSQL、VUNDOSTAT等视图。