理解SQL Server中的事物和锁

叁歲伎倆 2022-05-08 05:44 140阅读 0赞

# 了解事务和锁 #

事务：保持逻辑数据一致性与可恢复性，必不可少的利器。

锁：多用户访问同一数据库资源时，对访问的先后次序权限管理的一种机制，没有他事务或许将会一塌糊涂，不能保证数据的安全正确读写。

死锁：是数据库性能的重量级杀手之一，而死锁却是不同事务之间抢占数据资源造成的。

不懂的听上去，挺神奇的，懂的感觉我在扯淡，下面带你好好领略下他们的风采，嗅査下他们的狂骚。。

# 先说事务--概念，分类 #

用华仔无间道中的一句来给你诠释下：去不了终点，回到原点。

举例说明：

在一个事务中，你写啦2条sql语句，一条是修改订单表状态,一条是修改库存表库存-1 。 如果在修改订单表状态的时候出错，事务能够回滚，数据将恢复到没修改之前的数据状态，下面的修改库存也就不执行，这样确保你关系逻辑的一致，安全。。

事务就是这个样子，倔脾气，要么全部执行，要么全部不执行，回到原数据状态。

书面解释：事务具有原子性，一致性，隔离性，持久性。

*  原子性：事务必须是一个自动工作的单元，要么全部执行，要么全部不执行。
 *  一致性：事务结束的时候，所有的内部数据都是正确的。
 *  隔离性：并发多个事务时，各个事务不干涉内部数据，处理的都是另外一个事务处理之前或之后的数据。
 *  持久性：事务提交之后，数据是永久性的，不可再回滚。

然而在SQL Server中事务被分为3类常见的事务：

*  自动提交事务：是SQL Server默认的一种事务模式，每条Sql语句都被看成一个事务进行处理，你应该没有见过，一条Update 修改2个字段的语句，只修该了1个字段而另外一个字段没有修改。。
 *  显式事务：T-sql标明，由Begin Transaction开启事务开始，由Commit Transaction 提交事务、Rollback Transaction 回滚事务结束。
 *  隐式事务：使用Set IMPLICIT\_TRANSACTIONS ON 将将隐式事务模式打开，不用Begin Transaction开启事务，当一个事务结束，这个模式会自动启用下一个事务，只用Commit Transaction 提交事务、Rollback Transaction 回滚事务即可。

# 显式事务的应用 #

常用语句就四个。

*  Begin Transaction：标记事务开始。
 *  Commit Transaction：事务已经成功执行，数据已经处理妥当。
 *  Rollback Transaction：数据处理过程中出错，回滚到没有处理之前的数据状态，或回滚到事务内部的保存点。
 *  Save Transaction：事务内部设置的保存点，就是事务可以不全部回滚，只回滚到这里，保证事务内部不出错的前提下。

上面的都是心法，下面的给你来个招式，要看仔细啦。

---开启事务
    begin tran
    --错误扑捉机制，看好啦，这里也有的。并且可以嵌套。
    begin try  
       --语句正确
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('猪肉','足球',1)
       --Numb为int类型，出错
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('猪肉','足球','abc')
       --语句正确
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('狗肉','篮球',2)
    end try
    begin catch
       select Error_number() as ErrorNumber,  --错误代码
              Error_severity() as ErrorSeverity,  --错误严重级别，级别小于10 try catch 捕获不到
              Error_state() as ErrorState ,  --错误状态码
              Error_Procedure() as ErrorProcedure , --出现错误的存储过程或触发器的名称。
              Error_line() as ErrorLine,  --发生错误的行号
              Error_message() as ErrorMessage  --错误的具体信息
       if(@@trancount>0) --全局变量@@trancount，事务开启此值+1，他用来判断是有开启事务
          rollback tran  ---由于出错，这里回滚到开始，第一条语句也没有插入成功。
    end catch
    if(@@trancount>0)
    commit tran  --如果成功Lives表中，将会有3条数据。
    
    --表本身为空表，ID ,Numb为int 类型，其它为nvarchar类型
    select * from lives

![071813199792280.jpg][]

---开启事务
    begin tran
    --错误扑捉机制，看好啦，这里也有的。并且可以嵌套。
    begin try    
       --语句正确
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('猪肉','足球',1)   
        --加入保存点
       save tran pigOneIn
       --Numb为int类型，出错
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('猪肉','足球',2)
       --语句正确
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('狗肉','篮球',3)
    end try
    begin catch
       select Error_number() as ErrorNumber,  --错误代码
              Error_severity() as ErrorSeverity,  --错误严重级别，级别小于10 try catch 捕获不到
              Error_state() as ErrorState ,  --错误状态码
              Error_Procedure() as ErrorProcedure , --出现错误的存储过程或触发器的名称。
              Error_line() as ErrorLine,  --发生错误的行号
              Error_message() as ErrorMessage  --错误的具体信息
       if(@@trancount>0) --全局变量@@trancount，事务开启此值+1，他用来判断是有开启事务
          rollback tran   ---由于出错，这里回滚事务到原点，第一条语句也没有插入成功。
    end catch
    if(@@trancount>0)
    rollback tran pigOneIn --如果成功Lives表中，将会有3条数据。
    
    --表本身为空表，ID ,Numb为int 类型，其它为nvarchar类型
    select * from lives

![071852019796063.jpg][]

# 使用set xact\_abort #

设置 xact\_abort on/off , 指定是否回滚当前事务，为on时如果当前sql出错，回滚整个事务，为off时如果sql出错回滚当前sql语句，其它语句照常运行读写数据库。

需要注意的时：xact\_abort只对运行时出现的错误有用，如果sql语句存在编译时错误，那么他就失灵啦。

delete lives  --清空数据
    set xact_abort off
    begin tran 
        --语句正确
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('猪肉','足球',1)   
       --Numb为int类型，出错,如果1234..那个大数据换成'132dsaf' xact_abort将失效
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('猪肉','足球',12345646879783213)
       --语句正确
       insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('狗肉','篮球',3)
    commit tran
    select * from lives

![081036273386250.jpg][]

为on时，结果集为空，因为运行是数据过大溢出出错，回滚整个事务。

# 事务把死锁给整出来啦 #

跟着做：打开两个查询窗口，把下面的语句，分别放入2个查询窗口，在5秒内运行2个事务模块。

begin tran 
      update lives set play='羽毛球'
      waitfor delay '0:0:5'  
      update dbo.Earth set Animal='老虎' 
    commit tran

begin tran 
      update Earth set Animal='老虎' 
      waitfor  delay '0:0:5' --等待5秒执行下面的语句
      update lives set play='羽毛球'
    commit tran
    select * from lives
    select * from Earth

![081142064488236.jpg][]

![081142469012195.jpg][]

为什么呢，下面我们看看锁，什么是锁。

# 并发事务成败皆归于锁——锁定 #

在多用户都用事务同时访问同一个数据资源的情况下，就会造成以下几种数据错误。

*  更新丢失：多个用户同时对一个数据资源进行更新，必定会产生被覆盖的数据，造成数据读写异常。
 *  不可重复读：如果一个用户在一个事务中多次读取一条数据，而另外一个用户则同时更新啦这条数据，造成第一个用户多次读取数据不一致。
 *  脏读：第一个事务读取第二个事务正在更新的数据表，如果第二个事务还没有更新完成，那么第一个事务读取的数据将是一半为更新过的，一半还没更新过的数据，这样的数据毫无意义。
 *  幻读：第一个事务读取一个结果集后，第二个事务，对这个结果集经行增删操作，然而第一个事务中再次对这个结果集进行查询时，数据发现丢失或新增。

然而锁定，就是为解决这些问题所生的，他的存在使得一个事务对他自己的数据块进行操作的时候，而另外一个事务则不能插足这些数据块。这就是所谓的锁定。

锁定从数据库系统的角度大致可以分为6种：

*  共享锁（S）：还可以叫他读锁。可以并发读取数据，但不能修改数据。也就是说当数据资源上存在共享锁的时候，所有的事务都不能对这个资源进行修改，直到数据读取完成，共享锁释放。
 *  排它锁（X）：还可以叫他独占锁、写锁。就是如果你对数据资源进行增删改操作时，不允许其它任何事务操作这块资源，直到排它锁被释放，防止同时对同一资源进行多重操作。
 *  更新锁（U）：防止出现死锁的锁模式，两个事务对一个数据资源进行先读取在修改的情况下，使用共享锁和排它锁有时会出现死锁现象，而使用更新锁则可以避免死锁的出现。资源的更新锁一次只能分配给一个事务，如果需要对资源进行修改，更新锁会变成排他锁，否则变为共享锁。
 *  意向锁：SQL Server需要在层次结构中的底层资源上（如行，列）获取共享锁，排它锁，更新锁。例如表级放置了意向共享锁，就表示事务要对表的页或行上使用共享锁。在表的某一行上上放置意向锁，可以防止其它事务获取其它不兼容的的锁。意向锁可以提高性能，因为数据引擎不需要检测资源的每一列每一行，就能判断是否可以获取到该资源的兼容锁。意向锁包括三种类型：意向共享锁（IS），意向排他锁（IX），意向排他共享锁（SIX）。
 *  架构锁：防止修改表结构时，并发访问的锁。
 *  大容量更新锁：允许多个线程将大容量数据并发的插入到同一个表中，在加载的同时，不允许其它进程访问该表。

这些锁之间的相互兼容性，也就是，是否可以同时存在。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th> &nbsp; </th> 
 <th> 现有的授权模式 </th> 
 <th> &nbsp; </th> 
 <th> &nbsp; </th> 
 <th> &nbsp; </th> 
 <th> &nbsp; </th> 
 <th> &nbsp; </th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 请求的模式 </td> 
 <td> IS </td> 
 <td> S </td> 
 <td> U </td> 
 <td> IX </td> 
 <td> SIX </td> 
 <td> X </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 意向共享 (IS) </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 否 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 共享 (S) </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 更新 (U) </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 意向排他 (IX) </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 意向排他共享 (SIX) </td> 
 <td> 是 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> 排他 (X) </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 <td> 否 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

锁兼容性具体参见：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms186396.aspx

锁粒度和层次结构参见：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms189849(v=sql.105).aspx

#  死锁 #

什么是死锁，为什么会产生死锁。我用 “事务把死锁给整出来啦” 标题下的两个事务产生的死锁来解释应该会更加生动形象点。

例子是这样的：

第一个事务（称为A）：先更新lives表 --->>停顿5秒---->>更新earth表

第二个事务（称为B）：先更新earth表--->>停顿5秒---->>更新lives表

先执行事务A----5秒之内---执行事务B，出现死锁现象。

过程是这样子的：

1.  A更新lives表，请求lives的排他锁，成功。
2.  B更新earth表，请求earth的排他锁，成功。
3.  5秒过后
4.  A更新earth，请求earth的排它锁，由于B占用着earth的排它锁，等待。
5.  B更新lives，请求lives的排它锁，由于A占用着lives的排它锁，等待。

这样相互等待对方释放资源，造成资源读写拥挤堵塞的情况，就被称为死锁现象，也叫做阻塞。而为什么会产生，上例就列举出来啦。

然而数据库并没有出现无限等待的情况，是因为数据库搜索引擎会定期检测这种状况，一旦发现有情况，立马选择一个事务作为牺牲品。牺牲的事务，将会回滚数据。有点像两个人在过独木桥，两个无脑的人都走在啦独木桥中间，如果不落水，必定要有一个人给退回来。这种相互等待的过程，是一种耗时耗资源的现象，所以能避则避。

哪个人会被退回来，作为牺牲品，这个我们是可以控制的。控制语法：

set deadlock_priority <级别>

死锁处理的优先级别为 low<normal<high，不指定的情况下默认为normal，牺牲品为随机。如果指定，牺牲品为级别低的。

还可以使用数字来处理标识级别：-10到-5为low，-5为normal，-5到10为high。

# 减少死锁的发生，提高数据库性能 #

死锁耗时耗资源，然而在大型数据库中，高并发带来的死锁是不可避免的，所以我们只能让其变的更少。

1.  按照同一顺序访问数据库资源，上述例子就不会发生死锁啦
2.  保持是事务的简短，尽量不要让一个事务处理过于复杂的读写操作。事务过于复杂，占用资源会增多，处理时间增长，容易与其它事务冲突，提升死锁概率。
3.  尽量不要在事务中要求用户响应，比如修改新增数据之后在完成整个事务的提交，这样延长事务占用资源的时间，也会提升死锁概率。
4.  尽量减少数据库的并发量。
5.  尽可能使用分区表，分区视图，把数据放置在不同的磁盘和文件组中，分散访问保存在不同分区的数据，减少因为表中放置锁而造成的其它事务长时间等待。
6.  避免占用时间很长并且关系表复杂的数据操作。
7.  使用较低的隔离级别，使用较低的隔离级别比使用较高的隔离级别持有共享锁的时间更短。这样就减少了锁争用。

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

查看锁活动情况：

--查看锁活动情况
    select * from sys.dm_tran_locks
    --查看事务活动情况
    dbcc opentran

可参考：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms190345.aspx

# 为事务设置隔离级别 #

所谓事物隔离级别，就是并发事务对同一资源的读取深度层次。分为5种。

*  read uncommitted：这个隔离级别最低啦，可以读取到一个事务正在处理的数据，但事务还未提交，这种级别的读取叫做脏读。
 *  read committed：这个级别是默认选项，不能脏读，不能读取事务正在处理没有提交的数据，但能修改。
 *  repeatable read：不能读取事务正在处理的数据，也不能修改事务处理数据前的数据。
 *  snapshot：指定事务在开始的时候，就获得了已经提交数据的快照，因此当前事务只能看到事务开始之前对数据所做的修改。
 *  serializable：最高事务隔离级别，只能看到事务处理之前的数据。

--语法

set tran isolation level <级别>

**read uncommitted隔离级别的例子：**

begin tran 
      set deadlock_priority low
      update Earth set Animal='老虎' 
      waitfor  delay '0:0:5' --等待5秒执行下面的语句
    rollback tran

开另外一个查询窗口执行下面语句

set tran isolation level read uncommitted
    select * from Earth  --读取的数据为正在修改的数据 ，脏读
    waitfor  delay '0:0:5'  --5秒之后数据已经回滚
    select * from Earth  --回滚之后的数据

![090919292452116.jpg][]

**read committed隔离级别的例子：**

begin tran 
      update Earth set Animal='老虎' 
      waitfor  delay '0:0:10' --等待5秒执行下面的语句
    rollback tran

set tran isolation level read committed
    select * from Earth ---获取不到老虎，不能脏读
    update Earth set Animal='猴子1'   --可以修改
    waitfor  delay '0:0:10'  --10秒之后上一个事务已经回滚
    select * from Earth  --修改之后的数据，而不是猴子

![090947451201848.jpg][]

剩下的几个级别，不一一列举啦，自己理解吧。

# 设置锁超时时间 #

发生死锁的时候，数据库引擎会自动检测死锁，解决问题，然而这样子是很被动，只能在发生死锁后，等待处理。

然而我们也可以主动出击，设置锁超时时间，一旦资源被锁定阻塞，超过设置的锁定时间，阻塞语句自动取消，释放资源，报1222错误。

好东西一般都具有两面性，调优的同时，也有他的不足之处，那就是一旦超过时间，语句取消，释放资源，但是当前报错事务，不会回滚，会造成数据错误，你需要在程序中捕获1222错误，用程序处理当前事务的逻辑，使数据正确。

--查看超时时间,默认为-1
    select @@lock_timeout
    --设置超时时间
    set lock_timeout 0 --为0时，即为一旦发现资源锁定，立即报错，不在等待，当前事务不回滚，设置时间需谨慎处理后事啊，你hold不住的。

查看与杀死锁和进程

--检测死锁
 --如果发生死锁了，我们怎么去检测具体发生死锁的是哪条SQL语句或存储过程？
 --这时我们可以使用以下存储过程来检测，就可以查出引起死锁的进程和SQL语句。SQL Server自带的系统存储过程sp_who和sp_lock也可以用来查找阻塞和死锁, 但没有这里介绍的方法好用。 
 
 use master
 go
 create procedure sp_who_lock
 as
 begin
 declare @spid int,@bl int,
 @intTransactionCountOnEntry int,
 @intRowcount int,
 @intCountProperties int,
 @intCounter int
 
 create table #tmp_lock_who (
 id int identity(1,1),
 spid smallint,
 bl smallint)
 
 IF @@ERROR<>0 RETURN @@ERROR
 
 insert into #tmp_lock_who(spid,bl) select 0 ,blocked
 from (select * from sysprocesses where blocked>0 ) a 
 where not exists(select * from (select * from sysprocesses where blocked>0 ) b 
 where a.blocked=spid)
 union select spid,blocked from sysprocesses where blocked>0
 
 IF @@ERROR<>0 RETURN @@ERROR 
 
 -- 找到临时表的记录数
 select @intCountProperties = Count(*),@intCounter = 1
 from #tmp_lock_who
 
 IF @@ERROR<>0 RETURN @@ERROR 
 
 if @intCountProperties=0
 select '现在没有阻塞和死锁信息' as message
 
 -- 循环开始
 while @intCounter <= @intCountProperties
 begin
 -- 取第一条记录
 select @spid = spid,@bl = bl
 from #tmp_lock_who where Id = @intCounter 
 begin
 if @spid =0 
 select '引起数据库死锁的是: '+ CAST(@bl AS VARCHAR(10)) + '进程号,其执行的SQL语法如下'
 else
 select '进程号SPID：'+ CAST(@spid AS VARCHAR(10))+ '被' + '进程号SPID：'+ CAST(@bl AS VARCHAR(10)) +'阻塞,其当前进程执行的SQL语法如下'
 DBCC INPUTBUFFER (@bl )
 end 
 
 -- 循环指针下移
 set @intCounter = @intCounter + 1
 end
 
 drop table #tmp_lock_who
 
 return 0
 end
 
 
 --杀死锁和进程
 --如何去手动的杀死进程和锁？最简单的办法，重新启动服务。但是这里要介绍一个存储过程，通过显式的调用，可以杀死进程和锁。
 
 use master
 go
 
 if exists (select * from dbo.sysobjects where id = object_id(N'[dbo].[p_killspid]') and OBJECTPROPERTY(id, N'IsProcedure') = 1)
 drop procedure [dbo].[p_killspid]
 GO
 
 create proc p_killspid
 @dbname varchar(200) --要关闭进程的数据库名
 as 
 declare @sql nvarchar(500) 
 declare @spid nvarchar(20)
 
 declare #tb cursor for
 select spid=cast(spid as varchar(20)) from master..sysprocesses where dbid=db_id(@dbname)
 open #tb
 fetch next from #tb into @spid
 while @@fetch_status=0
 begin 
 exec('kill '+@spid)
 fetch next from #tb into @spid
 end 
 close #tb
 deallocate #tb
 go
 
 --用法 
 exec p_killspid 'newdbpy' 
 
 --查看锁信息
 --如何查看系统中所有锁的详细信息？在企业管理管理器中，我们可以看到一些进程和锁的信息，这里介绍另外一种方法。
 --查看锁信息
 create table #t(req_spid int,obj_name sysname)
 
 declare @s nvarchar(4000)
 ,@rid int,@dbname sysname,@id int,@objname sysname
 
 declare tb cursor for 
 select distinct req_spid,dbname=db_name(rsc_dbid),rsc_objid
 from master..syslockinfo where rsc_type in(4,5)
 open tb
 fetch next from tb into @rid,@dbname,@id
 while @@fetch_status=0
 begin
 set @s='select @objname=name from ['+@dbname+']..sysobjects where id=@id'
 exec sp_executesql @s,N'@objname sysname out,@id int',@objname out,@id
 insert into #t values(@rid,@objname)
 fetch next from tb into @rid,@dbname,@id
 end
 close tb
 deallocate tb
 
 select 进程id=a.req_spid
 ,数据库=db_name(rsc_dbid)
 ,类型=case rsc_type when 1 then 'NULL 资源（未使用）'
 when 2 then '数据库'
 when 3 then '文件'
 when 4 then '索引'
 when 5 then '表'
 when 6 then '页'
 when 7 then '键'
 when 8 then '扩展盘区'
 when 9 then 'RID（行 ID)'
 when 10 then '应用程序'
 end
 ,对象id=rsc_objid
 ,对象名=b.obj_name
 ,rsc_indid
 from master..syslockinfo a left join #t b on a.req_spid=b.req_spid
 
 go
 drop table #t

以上就是SQL的事物和锁的知识

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[081036273386250.jpg]: /images/20220508/e7419c42e2094dcfba1cf6eb596025c2.png
[081142064488236.jpg]: /images/20220508/1af31348be104e30952c148d5060dcca.png
[081142469012195.jpg]: /images/20220508/b0a6f2cb45e14b3096ac8c3935efcbe0.png
[090919292452116.jpg]: /images/20220508/36d775974fa548f68d72d24bbbde1b70.png
[090947451201848.jpg]: /images/20220508/f7703f4a18644d68b161e9a5cce68462.png