DB2数据库锁超时问题的分析与排查

前言

DB2的锁管理机制一直为DB2应用开发人员和DBA所诟病。对其锁机制不理解的直接后果就是导致锁超时和死锁的发生。所以监控并分析锁超时和死锁，应是每个DB2 DBA的居家必备生存技能。本文记录了公司生产环境数据库发生锁超时后的分析、处理过程，如有表述不当之处，欢迎指正。

数据库环境

DB2 pureScale V10.5 FP5。

问题背景

我司生产环境某数据库每天下午15:40~15:50会报锁超时。经查明，问题发生时间正好是每日集中跑批时间。

DB2锁超时设置

为了能抓到锁超时的Requestor和Owner，需要对数据库进行适当配置。

设置TIMEOUT注册变量

db2set DB2_CAPUTRE_LOCKTIMEOUT=ON

一旦发生锁超时，会在~/sqllib/db2dump/DIAG000{0,1}/路径下面生成 db2locktimeout.1.5493.2017-05-25-15-49-01 文件。

设置db2cos

仅有db2locktimeout*文件中的信息不足以定位Lock Requestor的具体语句。因此，我们在生产环境还启用了db2cos脚本，捕获更详细的应用信息。该脚本位于 ~/sqllib/bin/db2cos中。

我们对触发命令进行了改造，以便抓取更多信息：
转存失败重新上传取消
“#”号注释的命令为原始命令，此处替换成下一行的新内容。

修改完脚本后，执行以下命令使脚本生效：

db2pdcfg -catch 911,68 count=255

一旦发生锁超时，便会触发db2cos脚本，在DIAG目录下面生成捕获的文件，
格式为：$pid.$eduid.$dbpart.db2pd.${database}.txt
例如：202484.5493.001.db2pd.PTSMGMDB.txt

分析锁超时报告

首先分析db2locktimeout.1.5493.2017-05-25-15-49-01 报告的内容：
转存失败重新上传取消
转存失败重新上传取消
报告里描述了Lock Requestor和Lock Owner详细信息，包括锁超时发生时间，锁类型（Table lock）和加锁的资源ID（obj={4;136}）。通过表和表空间ID，我们可以执行以下语句定位被锁的表名：
转存失败重新上传取消
Lock Requestor应用程序名称为db2bp，它是CLP后端进程的名称。但是在db2locktimeout文件中，我们看不到Requestor的语句，这个可以通过查看db2cos脚本抓到的202484.5493.001.db2pd.PTSMGMDB.txt文件得到。

再来看Lock Owner，显示占用表的应用是package，可以知道package的名字PTSDAYOFFPUB和版本号V1.1.0_P25，并且当时执行了两条SQL语句11和12，可以通过SYSCAT.STATEMENTS查找执行语句内容，但是因为此查询可能会导致尝试更新SYSCAT.STATEMENTS目录视图的其他应用程序发生竞争，所以查询时最好使用UR隔离级别。
转存失败重新上传取消
可以发现只有编号位11的查询table是T_BASE_QWDZLSB ，因此可以确定该语句导致了对表加锁，其隔离级别为CS，会产生一个IS锁。

再来看下202484.5493.001.db2pd.PTSMGMDB.txt，定位Lock Requestor语句，原始文件中内容很多，我们对其进行了剪裁，提取出关键部分。

首先看Locks:段的信息：
转存失败重新上传取消

TranHdl 287的Sts为G，表明占有锁；TranHdl 272的Sts为W*，表明正在等待。接着根据Locks being waited on:段映射TranHdl和AppHandl，知道272的AppHandl为111774 。
转存失败重新上传取消

而111774 当前执行语句信息为C-AnchID和C-StmtUID为781和1，根据这两个值定位到Dynamic SQL Statements:段
转存失败重新上传取消

可以发现执行语句为LOCK TABLE t_base_qwdzlsb IN EXCLUSIVE MODE 。

同样可以在Application:段中查看更详细信息：
转存失败重新上传取消
转存失败重新上传取消

至此，可以总结导致锁超时的root cause：

PTSDAYOFFPUB执行了SELECT * from T_BASE_QWDZLSB语句，对表加了IS锁；而后在CLP中又执行了LOCK TABLE t_base_qwdzlsb IN EXCLUSIVE MODE语句（之后发现由IMPORT操作引起），请求一个X表锁。而IS和X锁是不兼容的，X锁会一直等待IS锁释放，超过系统设置的30秒超时时间，从而发生锁超时。
转存失败重新上传取消
转存失败重新上传取消

总结

1、定位造成锁超时的语句后，我们让项目组修改了package中的查询游标，加上WITH UR，但是锁超时依旧在报？这是为什么呢？

因为虽然显式地指定了SQL 语句的隔离级别为UR，但是，由于DB2中的游标是模糊游标 (没有显式地声明游标是只读的还是可更新的)，因而系统会默认地将这个模糊游标当成可更新游标处理，在 UR 下，可更新游标的工作方式就像隔离级别为CS一样。要避免这种升级，可以采用以下办法：

修改应用程序中的游标，使游标变成非模糊游标。将 SELECT 语句更改为SELECT * from table_name FOR READ ONLY WITH UR子句。

2、在报告中看到了Lock Requestor的LOCK TABLE语句，未在脚本或程序里发现，是什么引起的？

经过分析，发现该语句是由IMPORT Utility引起。

IMPORT支持两种表锁定方式：脱机或ALLOW NO ACCESS方式；以及联机或ALLOW WRITE ACCESS方式。ALLOW NO ACCESS方式会阻止并行应用程序访问表数据，ALLOW WRITE ACCESS方式允许并行应用程序同时对导入目标表进行读写访问。如果未显示指定任何方式，那么IMPORT默认为ALLOW NO ACCESS，同时，默认情况下会使用RS绑定数据库，因此可以改造IMPORT语句：

IMPORT FROM xx.ixf of ixf ALLOW WRITE ACCESS COMMITCOUNT 5000 INSERT INTO table_name

如上所述分析锁超时的步骤还是很繁琐的，而且需要一定的技巧和概念基础，需要：

知道如何抓取锁超时
了解不同隔离级别的区别
了解DB2锁机制
掌握IMPORT，CURSOR等基本操作

但只要多分析，多查资料，就可以将整个分析过程进行流程化，后期就能和自动化运维工作结合起来。