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SQL Server中的事務與鎖

ani 否則 編譯 什麽 高並發 設置時間 檢測 isolation 管理

了解事務和鎖

事務:保持邏輯數據一致性與可恢復性,必不可少的利器。

鎖:多用戶訪問同一數據庫資源時,對訪問的先後次序權限管理的一種機制,沒有他事務或許將會一塌糊塗,不能保證數據的安全正確讀寫。

死鎖:是數據庫性能的重量級殺手之一,而死鎖卻是不同事務之間搶占數據資源造成的。

不懂的聽上去,挺神奇的,懂的感覺我在扯淡,下面帶你好好領略下他們的風采,嗅査下他們的狂騷。。

先說事務--概念,分類

用華仔無間道中的一句來給你詮釋下:去不了終點,回到原點。

舉例說明:

在一個事務中,你寫啦2條sql語句,一條是修改訂單表狀態,一條是修改庫存表庫存-1 。 如果在修改訂單表狀態的時候出錯,事務能夠回滾,數據將恢復到沒修改之前的數據狀態,下面的修改庫存也就不執行,這樣確保你關系邏輯的一致,安全。。

事務就是這個樣子,倔脾氣,要麽全部執行,要麽全部不執行,回到原數據狀態。

書面解釋:事務具有原子性,一致性,隔離性,持久性。

  • 原子性:事務必須是一個自動工作的單元,要麽全部執行,要麽全部不執行。
  • 一致性:事務結束的時候,所有的內部數據都是正確的。
  • 隔離性:並發多個事務時,各個事務不幹涉內部數據,處理的都是另外一個事務處理之前或之後的數據。
  • 持久性:事務提交之後,數據是永久性的,不可再回滾。

然而在SQL Server中事務被分為3類常見的事務:

  • 自動提交事務:是SQL Server默認的一種事務模式,每條Sql語句都被看成一個事務進行處理,你應該沒有見過,一條Update 修改2個字段的語句,只修該了1個字段而另外一個字段沒有修改。。
  • 顯式事務:T-sql標明,由Begin Transaction開啟事務開始,由Commit Transaction 提交事務、Rollback Transaction 回滾事務結束。
  • 隱式事務:使用Set IMPLICIT_TRANSACTIONS ON 將將隱式事務模式打開,不用Begin Transaction開啟事務,當一個事務結束,這個模式會自動啟用下一個事務,只用Commit Transaction 提交事務、Rollback Transaction 回滾事務即可。

顯式事務的應用

常用語句就四個。

  • Begin Transaction:標記事務開始。
  • Commit Transaction:事務已經成功執行,數據已經處理妥當。
  • Rollback Transaction:數據處理過程中出錯,回滾到沒有處理之前的數據狀態,或回滾到事務內部的保存點。
  • Save Transaction:事務內部設置的保存點,就是事務可以不全部回滾,只回滾到這裏,保證事務內部不出錯的前提下。

上面的都是心法,下面的給你來個招式,要看仔細啦。

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 1 ---開啟事務
 2 begin tran
 3 --錯誤撲捉機制,看好啦,這裏也有的。並且可以嵌套。
 4 begin try  
 5    --語句正確
 6    insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘豬肉‘,‘足球‘,1)
 7    --Numb為int類型,出錯
 8    insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘豬肉‘,‘足球‘,‘abc‘)
 9    --語句正確
10    insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘狗肉‘,‘籃球‘,2)
11 end try
12 begin catch
13    select Error_number() as ErrorNumber,  --錯誤代碼
14           Error_severity() as ErrorSeverity,  --錯誤嚴重級別,級別小於10 try catch 捕獲不到
15           Error_state() as ErrorState ,  --錯誤狀態碼
16           Error_Procedure() as ErrorProcedure , --出現錯誤的存儲過程或觸發器的名稱。
17           Error_line() as ErrorLine,  --發生錯誤的行號
18           Error_message() as ErrorMessage  --錯誤的具體信息
19    if(@@trancount>0) --全局變量@@trancount,事務開啟此值+1,他用來判斷是有開啟事務
20       rollback tran  ---由於出錯,這裏回滾到開始,第一條語句也沒有插入成功。
21 end catch
22 if(@@trancount>0)
23 commit tran  --如果成功Lives表中,將會有3條數據。
24 
25 --表本身為空表,ID ,Numb為int 類型,其它為nvarchar類型
26 select * from lives
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---開啟事務
begin tran
--錯誤撲捉機制,看好啦,這裏也有的。並且可以嵌套。
begin try    
   --語句正確
   insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘豬肉‘,‘足球‘,1)   
    --加入保存點
   save tran pigOneIn
   --Numb為int類型,出錯
   insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘豬肉‘,‘足球‘,2)
   --語句正確
   insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘狗肉‘,‘籃球‘,3)
end try
begin catch
   select Error_number() as ErrorNumber,  --錯誤代碼
          Error_severity() as ErrorSeverity,  --錯誤嚴重級別,級別小於10 try catch 捕獲不到
          Error_state() as ErrorState ,  --錯誤狀態碼
          Error_Procedure() as ErrorProcedure , --出現錯誤的存儲過程或觸發器的名稱。
          Error_line() as ErrorLine,  --發生錯誤的行號
          Error_message() as ErrorMessage  --錯誤的具體信息
   if(@@trancount>0) --全局變量@@trancount,事務開啟此值+1,他用來判斷是有開啟事務
      rollback tran   ---由於出錯,這裏回滾事務到原點,第一條語句也沒有插入成功。
end catch
if(@@trancount>0)
rollback tran pigOneIn --如果成功Lives表中,將會有3條數據。

--表本身為空表,ID ,Numb為int 類型,其它為nvarchar類型
select * from lives
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使用set xact_abort

設置 xact_abort on/off , 指定是否回滾當前事務,為on時如果當前sql出錯,回滾整個事務,為off時如果sql出錯回滾當前sql語句,其它語句照常運行讀寫數據庫。

需要註意的時:xact_abort只對運行時出現的錯誤有用,如果sql語句存在編譯時錯誤,那麽他就失靈啦。

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delete lives  --清空數據
set xact_abort off
begin tran 
    --語句正確
   insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘豬肉‘,‘足球‘,1)   
   --Numb為int類型,出錯,如果1234..那個大數據換成‘132dsaf‘ xact_abort將失效
   insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘豬肉‘,‘足球‘,12345646879783213)
   --語句正確
   insert into lives (Eat,Play,Numb) values (‘狗肉‘,‘籃球‘,3)
commit tran
select * from lives
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為on時,結果集為空,因為運行是數據過大溢出出錯,回滾整個事務。

事務把死鎖給整出來啦

跟著做:打開兩個查詢窗口,把下面的語句,分別放入2個查詢窗口,在5秒內運行2個事務模塊。

begin tran 
  update lives set play=‘羽毛球‘
  waitfor delay ‘0:0:5‘  
  update dbo.Earth set Animal=‘老虎‘ 
commit tran
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begin tran 
  update Earth set Animal=‘老虎‘ 
  waitfor  delay ‘0:0:5‘ --等待5秒執行下面的語句
  update lives set play=‘羽毛球‘
commit tran
select * from lives
select * from Earth
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為什麽呢,下面我們看看鎖,什麽是鎖。

並發事務成敗皆歸於鎖——鎖定

在多用戶都用事務同時訪問同一個數據資源的情況下,就會造成以下幾種數據錯誤。

  • 更新丟失:多個用戶同時對一個數據資源進行更新,必定會產生被覆蓋的數據,造成數據讀寫異常。
  • 不可重復讀:如果一個用戶在一個事務中多次讀取一條數據,而另外一個用戶則同時更新啦這條數據,造成第一個用戶多次讀取數據不一致。
  • 臟讀:第一個事務讀取第二個事務正在更新的數據表,如果第二個事務還沒有更新完成,那麽第一個事務讀取的數據將是一半為更新過的,一半還沒更新過的數據,這樣的數據毫無意義。
  • 幻讀:第一個事務讀取一個結果集後,第二個事務,對這個結果集經行增刪操作,然而第一個事務中再次對這個結果集進行查詢時,數據發現丟失或新增。

然而鎖定,就是為解決這些問題所生的,他的存在使得一個事務對他自己的數據塊進行操作的時候,而另外一個事務則不能插足這些數據塊。這就是所謂的鎖定。

鎖定從數據庫系統的角度大致可以分為6種:

  • 共享鎖(S):還可以叫他讀鎖。可以並發讀取數據,但不能修改數據。也就是說當數據資源上存在共享鎖的時候,所有的事務都不能對這個資源進行修改,直到數據讀取完成,共享鎖釋放。
  • 排它鎖(X):還可以叫他獨占鎖、寫鎖。就是如果你對數據資源進行增刪改操作時,不允許其它任何事務操作這塊資源,直到排它鎖被釋放,防止同時對同一資源進行多重操作。
  • 更新鎖(U):防止出現死鎖的鎖模式,兩個事務對一個數據資源進行先讀取在修改的情況下,使用共享鎖和排它鎖有時會出現死鎖現象,而使用更新鎖則可以避免死鎖的出現。資源的更新鎖一次只能分配給一個事務,如果需要對資源進行修改,更新鎖會變成排他鎖,否則變為共享鎖。
  • 意向鎖:SQL Server需要在層次結構中的底層資源上(如行,列)獲取共享鎖,排它鎖,更新鎖。例如表級放置了意向共享鎖,就表示事務要對表的頁或行上使用共享鎖。在表的某一行上上放置意向鎖,可以防止其它事務獲取其它不兼容的的鎖。意向鎖可以提高性能,因為數據引擎不需要檢測資源的每一列每一行,就能判斷是否可以獲取到該資源的兼容鎖。意向鎖包括三種類型:意向共享鎖(IS),意向排他鎖(IX),意向排他共享鎖(SIX)。
  • 架構鎖:防止修改表結構時,並發訪問的鎖。
  • 大容量更新鎖:允許多個線程將大容量數據並發的插入到同一個表中,在加載的同時,不允許其它進程訪問該表。

這些鎖之間的相互兼容性,也就是,是否可以同時存在。

現有的授權模式

請求的模式

IS

S

U

IX

SIX

X

意向共享 (IS)

共享 (S)

更新 (U)

意向排他 (IX)

意向排他共享 (SIX)

排他 (X)

鎖兼容性具體參見:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms186396.aspx

鎖粒度和層次結構參見:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms189849(v=sql.105).aspx

死鎖

什麽是死鎖,為什麽會產生死鎖。我用 “事務把死鎖給整出來啦” 標題下的兩個事務產生的死鎖來解釋應該會更加生動形象點。

例子是這樣的:

第一個事務(稱為A):先更新lives表 --->>停頓5秒---->>更新earth表

第二個事務(稱為B):先更新earth表--->>停頓5秒---->>更新lives表

先執行事務A----5秒之內---執行事務B,出現死鎖現象。

過程是這樣子的:

  1. A更新lives表,請求lives的排他鎖,成功。
  2. B更新earth表,請求earth的排他鎖,成功。
  3. 5秒過後
  4. A更新earth,請求earth的排它鎖,由於B占用著earth的排它鎖,等待。
  5. B更新lives,請求lives的排它鎖,由於A占用著lives的排它鎖,等待。

這樣相互等待對方釋放資源,造成資源讀寫擁擠堵塞的情況,就被稱為死鎖現象,也叫做阻塞。而為什麽會產生,上例就列舉出來啦。

然而數據庫並沒有出現無限等待的情況,是因為數據庫搜索引擎會定期檢測這種狀況,一旦發現有情況,立馬選擇一個事務作為犧牲品。犧牲的事務,將會回滾數據。有點像兩個人在過獨木橋,兩個無腦的人都走在啦獨木橋中間,如果不落水,必定要有一個人給退回來。這種相互等待的過程,是一種耗時耗資源的現象,所以能避則避。

哪個人會被退回來,作為犧牲品,這個我們是可以控制的。控制語法:

set deadlock_priority  <級別>

死鎖處理的優先級別為 low<normal<high,不指定的情況下默認為normal,犧牲品為隨機。如果指定,犧牲品為級別低的。

還可以使用數字來處理標識級別:-10到-5為low,-5為normal,-5到10為high。

減少死鎖的發生,提高數據庫性能

死鎖耗時耗資源,然而在大型數據庫中,高並發帶來的死鎖是不可避免的,所以我們只能讓其變的更少。

  1. 按照同一順序訪問數據庫資源,上述例子就不會發生死鎖啦
  2. 保持是事務的簡短,盡量不要讓一個事務處理過於復雜的讀寫操作。事務過於復雜,占用資源會增多,處理時間增長,容易與其它事務沖突,提升死鎖概率。
  3. 盡量不要在事務中要求用戶響應,比如修改新增數據之後在完成整個事務的提交,這樣延長事務占用資源的時間,也會提升死鎖概率。
  4. 盡量減少數據庫的並發量。
  5. 盡可能使用分區表,分區視圖,把數據放置在不同的磁盤和文件組中,分散訪問保存在不同分區的數據,減少因為表中放置鎖而造成的其它事務長時間等待。
  6. 避免占用時間很長並且關系表復雜的數據操作。
  7. 使用較低的隔離級別,使用較低的隔離級別比使用較高的隔離級別持有共享鎖的時間更短。這樣就減少了鎖爭用。

可參考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms191242(v=sql.105).aspx

查看鎖活動情況:

--查看鎖活動情況
select * from sys.dm_tran_locks
--查看事務活動情況
dbcc opentran

可參考:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms190345.aspx

為事務設置隔離級別

所謂事物隔離級別,就是並發事務對同一資源的讀取深度層次。分為5種。

  • read uncommitted:這個隔離級別最低啦,可以讀取到一個事務正在處理的數據,但事務還未提交,這種級別的讀取叫做臟讀。
  • read committed:這個級別是默認選項,不能臟讀,不能讀取事務正在處理沒有提交的數據,但能修改。
  • repeatable read:不能讀取事務正在處理的數據,也不能修改事務處理數據前的數據。
  • snapshot:指定事務在開始的時候,就獲得了已經提交數據的快照,因此當前事務只能看到事務開始之前對數據所做的修改。
  • serializable:最高事務隔離級別,只能看到事務處理之前的數據。
--語法
set tran isolation level <級別>

read uncommitted隔離級別的例子:

begin tran 
  set deadlock_priority low
  update Earth set Animal=‘老虎‘ 
  waitfor  delay ‘0:0:5‘ --等待5秒執行下面的語句
rollback tran

開另外一個查詢窗口執行下面語句

set tran isolation level read uncommitted
select * from Earth  --讀取的數據為正在修改的數據 ,臟讀
waitfor  delay ‘0:0:5‘  --5秒之後數據已經回滾
select * from Earth  --回滾之後的數據

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read committed隔離級別的例子:

begin tran 
  update Earth set Animal=‘老虎‘ 
  waitfor  delay ‘0:0:10‘ --等待5秒執行下面的語句
rollback tran
set tran isolation level read committed
select * from Earth ---獲取不到老虎,不能臟讀
update Earth set Animal=‘猴子1‘   --可以修改
waitfor  delay ‘0:0:10‘  --10秒之後上一個事務已經回滾
select * from Earth  --修改之後的數據,而不是猴子

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剩下的幾個級別,不一一列舉啦,自己理解吧。

設置鎖超時時間

發生死鎖的時候,數據庫引擎會自動檢測死鎖,解決問題,然而這樣子是很被動,只能在發生死鎖後,等待處理。

然而我們也可以主動出擊,設置鎖超時時間,一旦資源被鎖定阻塞,超過設置的鎖定時間,阻塞語句自動取消,釋放資源,報1222錯誤。

好東西一般都具有兩面性,調優的同時,也有他的不足之處,那就是一旦超過時間,語句取消,釋放資源,但是當前報錯事務,不會回滾,會造成數據錯誤,你需要在程序中捕獲1222錯誤,用程序處理當前事務的邏輯,使數據正確。

--查看超時時間,默認為-1
select @@lock_timeout
--設置超時時間
set lock_timeout 0 --為0時,即為一旦發現資源鎖定,立即報錯,不在等待,當前事務不回滾,設置時間需謹慎處理後事啊,你hold不住的。

仔細閱讀,希望能分享給你一點點東西,謝謝,over。

SQL Server中的事務與鎖