瞭解事務和鎖
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佔數據資源造成的。
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,這樣確保你關係邏輯的一致,安全。。
事務就是這個樣子,倔脾氣,要麼全部執行,要麼全部不執行,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,要麼全部執行,要麼全部不執行。
- 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:併發多個事務時,各個事務不干涉內部數據,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中事務被分爲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開啓事務開始,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開啓事務,當一個事務結束,這個模式會自動啓用下一個事務,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。
---開啓事務
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)
--Numb爲int類型,出錯
insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('豬肉','足球','abc')
--語句正確
insert into lives (Eat,Play,Numb) values ('狗肉','籃球',2)
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,事務開啓此值+1,他用來判斷是有開啓事務
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。
end catch
if(@@trancount>0)
commit tran --如果成功Lives表中,將會有3條數據。
--表本身爲空表,ID ,Numb爲int 類型,其它爲nvarchar類型
select * from lives
---開啓事務
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爲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,事務開啓此值+1,他用來判斷是有開啓事務
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。
--表本身爲空表,ID ,Numb爲int 類型,其它爲nvarchar類型
select * from lives
使用set xact_abort
設置 xact_abort on/off , 指定是否回滾當前事務,爲on時如果當前sql出錯,回滾整個事務,爲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。
需要注意的時: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,那麼他就失靈啦。
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爲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
爲on時,結果集爲空,因爲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
跟着做: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
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
爲什麼呢,下面我們看看鎖,什麼是鎖。
併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。
- 不可重複讀: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。
- 髒讀: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,那麼第一個事務讀取的數據將是一半爲更新過的,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,就是爲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爲6種:
- 共享鎖(S):還可以叫他讀鎖。可以併發讀取數據,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):還可以叫他獨佔鎖、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,否則變爲共享鎖。
- 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,就表示事務要對錶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,因爲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,併發訪問的鎖。
- 大容量更新鎖:允許多個線程將大容量數據併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) |
是 |
是 |
是 |
是 |
是 |
否 |
共享 (S) |
是 |
是 |
是 |
否 |
否 |
否 |
更新 (U) |
是 |
是 |
否 |
否 |
否 |
否 |
意向排他 (IX) |
是 |
否 |
否 |
是 |
否 |
否 |
意向排他共享 (SIX) |
是 |
否 |
否 |
否 |
否 |
否 |
排他 (X) |
否 |
否 |
否 |
否 |
否 |
否 |
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
什麼是死鎖,爲什麼會產生死鎖。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(稱爲A):先更新lives表 --->>停頓5秒---->>更新earth表
第二個事務(稱爲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:
- A更新lives表,請求lives的排他鎖,成功。
- B更新earth表,請求earth的排他鎖,成功。
- 5秒過後
- A更新earth,請求earth的排它鎖,由於B佔用着earth的排它鎖,等待。
- B更新lives,請求lives的排它鎖,由於A佔用着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,就被稱爲死鎖現象,也叫做阻塞。而爲什麼會產生,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,是因爲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爲犧牲品。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,作爲犧牲品,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爲 low<normal<high,不指定的情況下默認爲normal,犧牲品爲隨機。如果指定,犧牲品爲級別低的。
還可以使用數字來處理標識級別:-10到-5爲low,-5爲normal,-5到10爲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,高併發帶來的死鎖是不可避免的,所以我們只能讓其變的更少。
- 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
- 保持是事務的簡短,儘量不要讓一個事務處理過於複雜的讀寫操作。事務過於複雜,佔用資源會增多,處理時間增長,容易與其它事務衝突,提升死鎖概率。
- 儘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,這樣延長事務佔用資源的時間,也會提升死鎖概率。
- 儘量減少數據庫的併發量。
- 儘可能使用分區表,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,減少因爲表中放置鎖而造成的其它事務長時間等待。
- 避免佔用時間很長並且關係表複雜的數據操作。
- 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
爲事務設置隔離級別
所謂事物隔離級別,就是併發事務對同一資源的讀取深度層次。分爲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髒讀。
- read committed:這個級別是默認選項,不能髒讀,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 --讀取的數據爲正在修改的數據 ,髒讀
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
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,不能髒讀
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
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,默認爲-1
select @@lock_timeout
--設置超時時間
set lock_timeout 0 --爲0時,即爲一旦發現資源鎖定,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。
查看與殺死鎖和進程
--檢測死鎖 --如果發生死鎖了,我們怎麼去檢測具體發生死鎖的是哪條SQL語句或存儲過程? --這時我們可以使用以下存儲過程來檢測,就可以查出引起死鎖的進程和SQL語句。SQL Server自帶的系統存儲過程sp_who和sp_lock也可以用來查找阻塞和死鎖, 但沒有這裏介紹的方法好用。
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
-- 找到臨時表的記錄數
select @intCountProperties = Count(*),@intCounter = 1
from #tmp_lock_who
IF @@ERROR<>0 RETURN @@ERROR
if @intCountProperties=0
select '現在沒有阻塞和死鎖信息' as message
-- 循環開始
while @intCounter <= @intCountProperties
begin
-- 取第一條記錄
select @spid = spid,@bl = bl
from #tmp_lock_who where Id = @intCounter
begin
if @spid =0
select '引起數據庫死鎖的是: '+ CAST(@bl AS VARCHAR(10)) + '進程號,其執行的SQL語法如下'
else
select '進程號SPID:'+ CAST(@spid AS VARCHAR(10))+ '被' + '進程號SPID:'+ CAST(@bl AS VARCHAR(10)) +'阻塞,其當前進程執行的SQL語法如下'
DBCC INPUTBUFFER (@bl )
end
-- 循環指針下移
set @intCounter = @intCounter + 1
end
drop table #tmp_lock_who
return 0
end
--殺死鎖和進程 --如何去手動的殺死進程和鎖?最簡單的辦法,重新啓動服務。但是這裏要介紹一個存儲過程,通過顯式的調用,可以殺死進程和鎖。
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) --要關閉進程的數據庫名
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'
--查看鎖信息 --如何查看系統中所有鎖的詳細信息?在企業管理管理器中,我們可以看到一些進程和鎖的信息,這裏介紹另外一種方法。 --查看鎖信息
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 進程id=a.req_spid
,數據庫=db_name(rsc_dbid)
,類型=case rsc_type when 1 then 'NULL 資源(未使用)'
when 2 then '數據庫'
when 3 then '文件'
when 4 then '索引'
when 5 then '表'
when 6 then '頁'
when 7 then '鍵'
when 8 then '擴展盤區'
when 9 then 'RID(行 ID)'
when 10 then '應用程序'
end
,對象id=rsc_objid
,對象名=b.obj_name
,rsc_indid
from master..syslockinfo a left join #t b on a.req_spid=b.req_spid
go
drop table #t