Oracle Lock

1. 대표적인 오라클 Lock의 종류

1) 래치(Latch)

• SGA에 공유되어 있는 갖가지 자료구조를 보호할 목적으로 사용되는 가벼운 Lock이다.
• 큐(Queue) 구조가 아니다!

2) 버퍼 Lock

• 버퍼 블록에 대한 액세스를 직렬화한다.

3) 라이브러리 캐시 Lock

• 라이브러리 캐시 오브젝트에 대한 핸들을 보호한다.

4) 라이브러리 캐시 Pin

• 라이브러리 캐시 오브젝트의 실제 내용이 담긴 힙(Heap)을 보호한다.

5) DML 테이블 Lock

• Enqueue Lock으로 구현한다.

6) DML 로우 Lock

• 로우 단위 Lock과 트랜잭션 Lock을 조합해서 구현한다.

2. 래치(Latch)

• 래치와 관련된 버퍼락에 관한 설명은 앞 단원의 3.버퍼 Lock에 더 자세히 설명하였다.
  (링크 > https://velog.io/@yooha9621/1-데이터-모델링의-이해2.버퍼-Lock)
• cache buffers chains latch라고도 하며 버퍼 캐시 헤더 체인이 연결된 해시 버킷들을 하나의 래치가 관리한다. 말이 좀 어렵쥬😥 그림과 함께 봅시다요!

  ✅ 래치는 어디에 있는건가요?

  

  1. Data Blocks는 버퍼 캐시 블록이다.
  2. Buffer Header는 버퍼 캐시 블록에 대한 메타 정보와 버퍼 메모리 영역의 실제 버퍼에 대한 포인터 값을 가진다.
  3. Hash Bucket은 블록의 주소(블록클래스)를 해시함수에 적용하여 같은 해시 값을 갖는 버퍼 헤더들이 체인 형태로 구성되어 있는 곳이다.
  4. 래치는 여러 사용자가 동시에 버퍼 블록에 접근 할 경우 정합성 문제 발생을 방지하기 위해 접근을 직렬화하기 위한 간단한 Lock을 의미하며 하나의 래치는 여러 해시 체인을 보호한다.

3. DML 테이블 Lock

1 ) Enqueue Lock

• 테이블, 트랜잭션, 테이블스페이스, 시퀀스, Temp 세그먼트 등의 공유 리소스에 대한 액세스를 관리하는 Lock 메커니즘이다.
• DML 테이블 Lock은 래치와 달리 큐 구조를 사용하기 때문에 락의 대기 순서가 보장된다.
  • 대기자 큐에 가장 먼저 Lock 요청을 등록한 세션이 가장 먼저 Lock을 획득한다.
• Enqueue Lock으로 관리되는 공유 리소스에 대해 Lock을 획득하려면 먼저 Enqueue 리소스를 할당받아야 한다.
  • 현재 할당된 Enqueue 리소스는 v$resource 뷰를 통해 확인할 수 있다.

    ✅ Enqueue 리소스

    • 소유자(Owner), 대기자(Waiter) 목록을 관리할 수 있는 구조체이다.
    • 각 Enqueue 리소스에 고유한 식별자(Type-ID1-ID2)를 부여한다.
    • 식별자에서 Type은 2개 문자열('TX', 'TM', 'TS' 등)로 구성된다.
    • 식별자에서 ID1, ID2에는 Lock 종류에 따라 다른 정보를 가진다.

2 ) TM Lock

• DML 테이블 Lock 실행시 걸리는 락이다.

• Enqueue로 구현된다.(TM Enqueue)

  • Enqueue 리소스 식별자에서 Type은 TM , ID1은 오브젝트ID ,ID2는 0으로 표시된다.

• enq: TM - contention 이벤트 발생

  • 선행 트랜잭션이 TM Lock을 해제하기를 기다리는 트랜잭션에서 발생하는 대기 이벤트이다.

• 현재 트랜잭션이 갱신 중인 테이블에 대한 테이블의 구조 변경을 방지한다.

• 로우 Lock 획득시 해당 테이블에 대한 테이블 Lock도 동시에 획득한다.

• 갱신중인 테이블에 대한 호환되지 않는 DDL 오퍼레이션을 방지한다.

• DML문 간에도 테이블 Lock을 이용해 동시성을 제어하는 경우도 있다.

• 병렬 DML 또는 Direct Path Insert 방식으로 작업을 수행하는 경우에도 TM Lock을 사용한다.

• 로우 Lock은 항상 Exclusive 모드이지만, 테이블 Lock에는 여러 가지 Lock 모드가 가용된다.

✅ 명시적인 테이블 Lock 명령어 종류(Lock Table 명령어)

1. RS 모드 (Row Share Table Locks)

LOCK TABLE EMP IN ROW SHARE MODE;

• row를 lock 시키고 lock된 테이블을 UPDATE 하고자 하는 것을 가리킨다.
• 모든 row를 SELECT 하려는 다른 트랜잭션을 허용한다.
• 동일 테이블에서 lock 되지 않은 row를 INSERT, UPDATE, DELETE 하는 다른 트랜잭션을 허용한다. 
• 테이블에 대한 ROW SHARE, ROW EXCLUSIVE, SHARE, SHARE ROW EXCLUSIVE lock을 획득하려는 다른 트랜잭션을 허용한다.
• EXCLUSIVE 모드에서의 테이블 locking으로부터 다른 트랜잭션을 예방한다.
• select for update 명령에 의해 조건에 걸린 ROW 에 대해서는 TX LOCK이 걸려야하는데 이 때테이블 락으로 RS LOCK이 먼저 걸려야 한다.

SELECT .. FROM .. WHERE .. FOR UPDATE OF .. ;

• 이 때 이 ROW 에 대해서 UPDATE, DELETE 를 실행할때는 에러는 나지 않지만 ,ROW 에 대해서는 TX LOCK 이 걸리므로 COMMIT 이나 ROLLBACK 할때까지 WAITING 한다.

2. RX 모드 (Row Exclusive Table Lock)

LOCK TABLE EMP IN ROW EXCLUSIVE MODE ; 

• insert, update, delete, merge 문을 위해 로우 Lock을 설정하려면 먼저 획득해야 하는 테이블락이다.
• ROW EXCLUSIVE LOCK lock이 걸린 transaction이 그 table에 있는 row들에 대해 하나 이상의 update를 수행하고자 하는 것을 가리킨다.
  • 즉, row를 lock 시키고 테이블에서 row를 update 하고자 하는 것이다.
• 모든 row를 SELECT 하려는 다른 트랜잭션을 허용한다.
• 동일 테이블에서 lock 되지 않은 row를 INSERT, UPDATE, DELETE 하는 다른 트랜잭션을 허용한다.
• 테이블에 대한 ROW SHARE, ROW EXCLUSIVE lock을 획득하려는 다른 트랜잭션을 허용한다.
• 테이블에 대한 SHARE(S), ROW EXCLUSIVE lock(SRX), EXCLUSIVE lock(X) 을 획득하려는 다른 트랜잭션을 불허한다.
• 다음 명령어들에 의해 RX 모드 테이블 LOCK이 걸리기도 한다.

UPDATE EMP SET ...;
INSERT INTO  EMP...;
DELETE FROM EMP ...;

✅ RS, RX 간의 관계

• RS, RX 간에는 어떤 조합으로도 호환이 되므로 select for update나 DML문 수행시 이들간에 테이블 Lock에 의한 경합은 절대 발생하지 않는다.
• 다만, 같은 로우를 갱신하려 할 때 로우 Lock에 의한 경합은 발생한다.

3. S 모드 (share table lock)

LOCK TABLE EMP IN SHARE MODE;

• S LOCK 은 같은 테이블에 대해서 RS, S LOCK 만 가능하다.
  • 다른 트랜잭션들이 해당 table에 대한 query 수행 또는 SELECT … FOR UPDATE를 이용한 특정 row에 대한 lock을 거는 것을 허용한다.
  • 다른 트랜잭션들이 해당 테이블에 LOCK TABLE … IN SHARE MODE문으로 S lock을 거는 것을 허용한다.
• S LOCK 은 같은 테이블에 대해서 RX, SRX, X LOCK 을 걸 수 없다.
  • 다른 트랜잭션이 row를 INSERT, UPDATE, DELETE 하기 위해 RX, SRX, X LOCK 따위의 락을 거는 것을 불허한다.

4. SRX 모드(share row exclusive table lock)

LOCK TABLE EMP IN SHARE ROW EXCLUSIVE MODE;

• 테이블에 row를 INSERT, UPDATE, DELETE 하기 위해 걸린 테이블 Lock 모드이다.
• 동일 테이블에서 지정된 row를 QUERY 또는 SELECT … FOR UPDATE로 특정 row를 LOCK 하려는 다른 트랜잭션을 허용한다.(즉, RS LOCK 만 가능하다.)
  • 다른 트랜잭션의 table 갱신은 허용하지 않는다.(즉 , RX, SRX, S, X LOCK 을 걸 수 없다.)
• 주어진 table에 대해 하나의 share row exclusive table lock만이 걸릴 수 있다.

5. X 모드(Exclusive Table Lock)

LOCK TABLE EMP IN EXCLUSIVE MODE;

• EXCLUSIVE lock을 건 트랜잭션이 table에 대한 access를 exclusive write로 허용하는 가장 제한적인 모드의 테이블 LOCK이다.
• 테이블에 row를 INSERT, UPDATE, DELETE 하기 위해 걸리는 가장 제한적인 테이블 Lock 모드이다.
• ⭐️ X LOCK 은 같은 테이블에서는 어떠한 LOCK 도 걸 수 없다.
  • 선행 트랜잭션과 호환되지 않는 모드로 테이블 Lock을 설정하려는 후행 트랜잭션은 대기하거나 작업을 포기🙅한다.
• ⭐️ 동일 테이블에서 지정된 row를 QUERY하는 것에 대해서만 다른 트랜잭션을 허용한다. 
• 다음과 같은 DDL 명령어 따위에 생기는 table 락이다.

DROP TABLE EMP;
ALTER TABLE EMP...;

✅ 테이블 Lock에 대한 오해1

FAQ 1) 테이블 전체에 Lock이 걸려서 다른 트랜잭션이 더는 레코드를 추가하거나 갱신하지 못하도록 막는 게 아닌가요?

땡 !

답변 ) update , insert , delete 등등 모든 DML 수행시 항상 Table Lock이 함께 설정됩니다.

만약 해당 질문처럼 락이 걸릴 때마다 다른 트랜잭션이 동작하지 못한다면 오늘 같은 🏃‍♀️빠르다 빨라 바쁘다 바빠🏃‍♀️ 빛의 속도 맞먹는 온라인 시대가 도래할 수 있었을까욥..?!
바로 위에 설명드린 테이블 락 종류를 이해하시면 음 ~Lock이라고해서 별안간 콱!! 잠가버리는 게 아니군 !! 하고 아하!아이가릿!💡 하실겁니다!

✅ 테이블 Lock에 대한 오해2

FAQ 2) 테이블 Lock이라 함은.. lock이라는 단어답게 진짜로 물리적으로 자물쇠처럼 잠그는 프로세스가 따로 있는걸까요?

답변 ) 테이블락은 Lock을 획득한 선행 트랜젝션이 해당 테이블에서 현재 어떤 작업을 수행중인지 알리는 일종의 푯말(Flag)일 뿐입니다.

즉, 푯말에 기록된 Lock 모드와 후행 트랜젝션이 현재 하려는 작업 내용에 따라 진행 여부가 결정되는 겁니다.
여러 가지의 Lock 모드에 따라 후행 트랜잭션이 수행할 수 있는 작업의 범위가 결정되고 기다려야 한다면 TM Enqueue 리소스 대기자 목록에 Lock 요청을 등록하고 대기하는 것이죠!

3 ) [예시] DDL문을 이용해 테이블 구조를 변경하려는 세션

1. 해당 테이블에 TM Lock이 설정되어 있는지 먼저 확인한다.
2. TM Lock을 Row Exclusive(=SX) 모드로 설정한 트랜젝션이 하나라도 있다면 현재 테이블을 갱신중인 트랜젝션이 있다는 신호이므로 ORA-00054 메시지를 던지고 작업을 멈춘다.
3. DDL문이 먼저 수행중일 경우는 DML문을 수행하려는 세션이 TX Lock을 얻으려고 대기한다.
   이 때 enq: TM - contention 대기 이벤트가 발생한다.

4 ) 대상 리소스가 사용중일 때 트랜잭션이 선택하는 진로의 종류

• Lock을 얻고자 하는 리소스가 사용중일 때, 프로세스는 3가지 방법 중 하나를 선택한다.
• 보통은 진로가 결정되어 있지만 select for update 문 사용하여 사용자가 직접 선택하는 경우를 살펴보자!

1. Lock이 해제될 때까지 기다린다.

select * from EMP for update;

2. 일정 시간만 기다리다 포기한다.

select * from EMP for update wait 3;

• 포기할 때 ORA-30006: resource busy; acquire with WAIT timeout expired 메시지를 던진다.

3. 기다리지 않고 작업을 포기한다.

select * from EMP for update nowait;

• 작업을 포기할 때 ORA-00054: resource busy and acquire with NOWAIT specified 메시지를 던진다.