鎖是關聯式資料庫實現 ACID 隔離性的核心機制。DB2 採用多粒度鎖架構，支援表空間、表、資料列、索引鍵等層級，配合意圖鎖協調層級間相容性，並在記憶體壓力下自動執行鎖升級。深入理解鎖機制是解決並發效能問題、避免死結的關鍵。
鎖的基本屬性
| 屬性 | 說明 |
|---|
| Object | 被鎖定資源：表空間、表、列、索引鍵、資料頁（大型機） |
| Size | 鎖定範圍大小：表級 vs 列級 |
| Duration | 持有時間：由隔離級別決定（CS 提交釋放、RR 交易結束釋放） |
| Mode | 鎖模式：決定擁有者與並發存取者的權限 |
DB2 完整鎖模式體系（按控制強度遞增）
表級意圖鎖（需配合列級鎖）
| 模式 | 全稱 | 擁有者權限 | 並發者權限 | 典型場景 |
|---|
| IN | Intent None | 讀取（含未提交資料），不可修改 | 可讀可改 | UR 隔離級別掃描表 |
| IS | Intent Share | 讀取，列級加 S 鎖 | 可讀可改 | CS/RR/RS 讀取操作 |
| IX | Intent Exclusive | 讀取(列S) + 修改(列X/U) | 可讀可改 | INSERT/UPDATE/DELETE、SELECT FOR UPDATE |
| SIX | Share With Intent Exclusive | 讀取 + 修改(列X)，不加列S | 僅可讀取 | 大量讀取後少量修改 |
表級非意圖鎖（不需列級鎖，排他性強）
| 模式 | 全稱 | 擁有者權限 | 並發者權限 | 典型場景 |
|---|
| S | Share | 讀取全表 | 僅可讀取（可加 S/IS） | LOCK TABLE ... IN SHARE MODE |
| U | Update | 讀取全表，稍後升級為 X | 僅可讀取（可加 S/IS） | 預備修改，避免 S→X 死結 |
| X | Exclusive | 讀寫全表 | 僅 UR 可讀 | LOCK TABLE ... IN EXCLUSIVE MODE、DDL |
| Z | Super Exclusive | 結構變更（DROP/CREATE INDEX、REORG） | 完全阻擋（含 UR） | DDL、REORG、LOAD REPLACE |
列級鎖模式
| 模式 | 全稱 | 說明 |
|---|
| NS | Next Key Share | RS/CS 讀取時的列鎖，避免幻讀 |
| S | Share | 讀取列，RR/RS/CS 共享讀 |
| NX | Next Key Exclusive | 索引插入/刪除時對下一鍵加鎖防幻讀 |
| NW | Next Key Weak Exclusive | 非目錄表索引插入時的下一鍵鎖 |
| X | Exclusive | 修改列（UPDATE/DELETE/INSERT） |
| WE | Weak Exclusive | 非目錄表插入列鎖 |
鎖相容性矩陣（核心子集）
✅ = 相容 | ❌ = 衝突
| 既有鎖\申請鎖 | IS | IX | S | U | X | Z |
|---|
| IS | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ❌ | ❌ |
| IX | ✅ | ✅ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ |
| S | ✅ | ❌ | ✅ | ❌ | ❌ | ❌ |
| U | ✅ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ |
| X | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ |
| Z | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ | ❌ |
關鍵洞察：U 鎖與 S 鎖衝突，解決「雙方持 S 同時申請 X」的死結經典問題。
隔離級別與鎖持有期對應
| 隔離級別 | 讀取列鎖 | 釋放時機 | 幻讀防護 |
|---|
| UR (Uncommitted Read) | 無（或 IN） | 即時 | 無 |
| CS (Cursor Stability) | S / NS | 游標移離/提交 | 部分（NS） |
| RS (Read Stability) | S / NS | 交易結束 | 有（掃描範圍鎖） |
| RR (Repeatable Read) | S / NX | 交易結束 | 完全（範圍鎖/下一鍵鎖） |
鎖升級機制
觸發條件（任一滿足即觸發）
- 應用程式層級：單一應用持有鎖記憶體 >
MAXLOCKS% × LOCKLIST
- 資料庫層級：全資料庫鎖記憶體總和 >
LOCKLIST
關鍵配置參數
LOCKLIST = 10000 -- 4KB 頁數，預設值視版本而異，建議 50000+ (200MB+)
MAXLOCKS = 22 -- 單應用佔用上限百分比，建議 30-50
升級過程
- 嘗試為觸發應用申請表級非意圖鎖（S/U/X）
- 成功則釋放該應用所有列級鎖
- 失敗（如與其他應用表級鎖衝突）→ 回傳 SQL0912N（鎖升級失敗）
升級失敗應對
- DBA：增加
LOCKLIST、調大 MAXLOCKS
- 開發：捕捉
SQLCODE=-912 → ROLLBACK → 重試邏輯
- 設計：縮短交易、批次提交、避免長交易掃描大量資料
監控與診斷
快照監控（低負擔）
db2 "get snapshot for locks on "
db2 "get snapshot for applications on | grep -A 5 'Locks held'"
db2pd 即時診斷（無鎖競爭）
db2pd -db -locks showdetail
db2pd -db -agents | grep -E 'Lock|State'
事件監控（深度分析，高負擔）
db2 "create event monitor lockmon for deadlocks with details write to file '/db2/lockmon'"
db2 "set event monitor lockmon state 1"
-- 重現死結後
db2 "set event monitor lockmon state 0"
db2evmon -path /db2/lockmon > deadlock.rpt
死結預防最佳實務
- 固定存取順序：所有交易按相同順序存取表（如按表名字母序）
- 縮短交易：提交前不做用戶互動、外部 API 呼叫
- 使用 U 鎖語意：
SELECT ... FOR UPDATE 明確申請 U 鎖
- 避免升級為表鎖：調大 LOCKLIST/MAXLOCKS、分批處理大量資料
- 設定鎖等待逾時：
db2 update db cfg using LOCKTIMEOUT 30（秒），避免無限等待
