SQL Server死鎖問題的解決與分析

死鎖,簡而言之,兩個或者多個trans,同時請求對方正在請求的某個對象,導致雙方互相等待。簡單的例子如下:
   trans1                                            trans2
   ------------------------------------------------------------------------
   1.IDBConnection.BeginTransaction   1.IDBConnection.BeginTransaction
   2.update table A                            2.update table B
   3.update table B                            3.update table A
   4.IDBConnection.Commit                4.IDBConnection.Commit

   那麼,很容易看到,如果trans1和trans2,分別到達了step3,那麼trans1會請求對於B的X鎖,trans2會請求對於A的X鎖,而二者的鎖在step2上已經被對方分別持有了。由於得不到鎖,後面的Commit無法執行,這樣雙方開始死鎖。

   好,我們看一個簡單的例子,來解釋一下,應該如何解決死鎖問題。
   -- Batch #1
   CREATE DATABASE deadlocktest
   GO
   
USE deadlocktest
   SET NOCOUNT ON
   DBCC TRACEON (1222, -1)
   -- 在SQL2005中,增加了一個新的dbcc參數,就是1222,原來在2000下,我們知道,可以執行dbcc    
   --traceon(1204,3605,-1)看到所有的死鎖信息。SqlServer 2005中,對於1204進行了增強,這就是1222。
   GO   
   
   IF OBJECT_ID ('t1') IS NOT NULL DROP TABLE t1
   IF OBJECT_ID ('p1') IS NOT NULL DROP PROC p1
   IF OBJECT_ID ('p2') IS NOT NULL DROP PROC p2
   GO

   
CREATE TABLE t1 (c1 int, c2 int, c3 int, c4 char(5000))
   GO

   
DECLARE @x int
   SET @x = 1
   WHILE (@x <= 1000) BEGIN
            INSERT INTO t1 VALUES (@x*2, @x*2, @x*2, @x*2)
            SET @x = @x + 1
   END
   GO

   
CREATE CLUSTERED INDEX cidx ON t1 (c1)
   CREATE NONCLUSTERED INDEX idx1 ON t1 (c2)
   GO

   
CREATE PROC p1 @p1 int AS SELECT c2, c3 FROM t1 WHERE c2 BETWEEN @p1 AND @p1+1
   GO

   
CREATE PROC p2 @p1 int AS
            UPDATE t1 SET c2 = c2+1 WHERE c1 = @p1
            UPDATE t1 SET c2 = c2-1 WHERE c1 = @p1
   GO

   上述sql創建一個deadlock的示範數據庫,插入了1000條數據,並在表t1上建立了c1列的聚集索引,和c2列的非聚集索引。另外創建了兩個sp,分別是從t1中select數據和update數據。

   好,打開一個新的查詢窗口,我們開始執行下面的query:
   -- Batch #2

   
USE deadlocktest
   SET NOCOUNT ON
   WHILE (1=1) EXEC p2 4
   GO

   開始執行後,然後我們打開第三個查詢窗口,執行下面的query:
   -- Batch #3

   
USE deadlocktest
   SET NOCOUNT ON
   CREATE TABLE #t1 (c2 int, c3 int)
   GO

   
WHILE (1=1) BEGIN
             INSERT INTO #t1 EXEC p1 4
             TRUNCATE TABLE #t1
   END
   GO

   開始執行,哈哈,很快,我們看到了這樣的錯誤信息:
   Msg 1205, Level 13, State 51, Procedure p1, Line 4
   Transaction (Process ID 54) was deadlocked on lock resources with another process and has been chosen as the deadlock victim. Rerun the transaction.

   spid54發現了死鎖。
   那麼,我們該如何解決它?

   在SqlServer 2005中,我們可以這麼做:
   1.在trans3的窗口中,選擇EXEC p1 4,然後right click,看到了菜單了嗎?選擇Analyse Query in Database Engine Tuning Advisor。
   2.注意右面的窗口中,wordload有三個選擇:負載文件、表、查詢語句,因爲我們選擇了查詢語句的方式,所以就不需要修改這個radio option了。
   3.點左上角的Start Analysis按鈕
   4.抽根菸,回來後看結果吧!出現了一個分析結果窗口,其中,在Index Recommendations中,我們發現了一條信息:大意是,在表t1上增加一個非聚集索引索引:t2+t1。
   5.在當前窗口的上方菜單上,選擇Action菜單,選擇Apply Recommendations,系統會自動創建這個索引。

   重新運行batch #3,呵呵,死鎖沒有了。

   這種方式,我們可以解決大部分的Sql Server死鎖問題。那麼,發生這個死鎖的根本原因是什麼呢?爲什麼增加一個non clustered index,問題就解決了呢?


我們解決了那個場景的死鎖問題。這次,我們分析一下,爲什麼會死鎖呢?再回顧一下兩個sp的寫法:
   CREATE PROC p1 @p1 int AS 
      
SELECT c2, c3 FROM t1 WHERE c2 BETWEEN @p1 AND @p1+1
   
GO
   
CREATE PROC p2 @p1 int AS
         
UPDATE t1 SET c2 = c2+1 WHERE c1 = @p1
         
UPDATE t1 SET c2 = c2-1 WHERE c1 = @p1
   
GO

   很奇怪吧!p1沒有insert,沒有delete,沒有update,只是一個select,p2纔是update。這個和我們前面說過的,trans1裏面updata A,update B;trans2裏面upate B,update A,根本不貼邊啊!
   那麼,什麼導致了死鎖?

   需要從事件日誌中,看sql的死鎖信息:
   Spid X is running this query (line 2 of proc [p1], inputbuffer “… EXEC p1 4 …”): 
   SELECT c2, c3 FROM t1 WHERE c2 BETWEEN @p1 AND @p1+1
   Spid Y is running this query (line 2 of proc [p2], inputbuffer “EXEC p2 4”): 
   UPDATE t1 SET c2 = c2+1 WHERE c1 = @p1
                
   The SELECT is waiting for a Shared KEY lock on index t1.cidx.  The UPDATE holds a conflicting X lock. 
   The UPDATE is waiting for an eXclusive KEY lock on index t1.idx1.  The SELECT holds a conflicting S lock.

   首先,我們看看p1的執行計劃。怎麼看呢?可以執行set statistics profile on,這句就可以了。下面是p1的執行計劃
   SELECT c2, c3 FROM t1 WHERE c2 BETWEEN @p1 AND @p1+1
      
  |--Nested Loops(Inner Join, OUTER REFERENCES:([Uniq1002], [t1].[c1]))
               
|--Index Seek(OBJECT:([t1].[idx1]), SEEK:([t1].[c2] >= [@p1] AND [t1].[c2] <= [@p1]+(1)) ORDERED FORWARD)
                     
|--Clustered Index Seek(OBJECT:([t1].[cidx]), SEEK:([t1].[c1]=[t1].[c1] AND [Uniq1002]=[Uniq1002]) LOOKUP ORDERED FORWARD)

   我們看到了一個nested loops,第一行,利用索引t1.c2來進行seek,seek出來的那個rowid,在第二行中,用來通過聚集索引來查找整行的數據。這是什麼?就是bookmark lookup啊!爲什麼?因爲我們需要的c2、c3不能完全的被索引t1.c1帶出來,所以需要書籤查找。
   好,我們接着看p2的執行計劃。
   UPDATE t1 SET c2 = c2+1 WHERE c1 = @p1
         
|--Clustered Index Update(OBJECT:([t1].[cidx]), OBJECT:([t1].[idx1]), SET:([t1].[c2] = [Expr1004]))
               
|--Compute Scalar(DEFINE:([Expr1013]=[Expr1013]))
                     
|--Compute Scalar(DEFINE:([Expr1004]=[t1].[c2]+(1), [Expr1013]=CASE WHEN CASE WHEN ...
                           
|--Top(ROWCOUNT est 0)
                                 
|--Clustered Index Seek(OBJECT:([t1].[cidx]), SEEK:([t1].[c1]=[@p1]) ORDERED FORWARD)

   通過聚集索引的seek找到了一行,然後開始更新。這裏注意的是,update的時候,它會申請一個針對clustered index的X鎖的。

   實際上到這裏,我們就明白了爲什麼update會對select產生死鎖。update的時候,會申請一個針對clustered index的X鎖,這樣就阻塞住了(注意,不是死鎖!)select裏面最後的那個clustered index seek。死鎖的另一半在哪裏呢?注意我們的select語句,c2存在於索引idx1中,c1是一個聚集索引cidx。問題就在這裏!我們在p2中更新了c2這個值,所以sqlserver會自動更新包含c2列的非聚集索引:idx1。而idx1在哪裏?就在我們剛纔的select語句中。而對這個索引列的更改,意味着索引集合的某個行或者某些行,需要重新排列,而重新排列,需要一個X鎖。
   SO………,問題就這樣被發現了。

   總結一下,就是說,某個query使用非聚集索引來select數據,那麼它會在非聚集索引上持有一個S鎖。當有一些select的列不在該索引上,它需要根據rowid找到對應的聚集索引的那行,然後找到其他數據。而此時,第二個的查詢中,update正在聚集索引上忙乎:定位、加鎖、修改等。但因爲正在修改的某個列,是另外一個非聚集索引的某個列,所以此時,它需要同時更改那個非聚集索引的信息,這就需要在那個非聚集索引上,加第二個X鎖。select開始等待update的X鎖,update開始等待select的S鎖,死鎖,就這樣發生鳥。

   那麼,爲什麼我們增加了一個非聚集索引,死鎖就消失鳥?我們看一下,按照上文中自動增加的索引之後的執行計劃:
   SELECT c2, c3 FROM t1 WHERE c2 BETWEEN @p1 AND @p1+1
      |--Index Seek(OBJECT:([deadlocktest].[dbo].[t1].[_dta_index_t1_7_2073058421__K2_K1_3]), SEEK:([deadlocktest].[dbo].[t1].[c2] >= [@p1] AND [deadlocktest].[dbo].[t1].[c2] <= [@p1]+(1)) ORDERED FORWARD)

   哦,對於clustered index的需求沒有了,因爲增加的覆蓋索引已經足夠把所有的信息都select出來。就這麼簡單。

   實際上,在sqlserver 2005中,如果用profiler來抓eventid:1222,那麼會出現一個死鎖的圖,很直觀的說。

   下面的方法,有助於將死鎖減至最少(詳細情況,請看SQLServer聯機幫助,搜索:將死鎖減至最少即可。

  • 按同一順序訪問對象。
  • 避免事務中的用戶交互。
  • 保持事務簡短並處於一個批處理中。
  • 使用較低的隔離級別。
  • 使用基於行版本控制的隔離級別。
    • 將 READ_COMMITTED_SNAPSHOT 數據庫選項設置爲 ON,使得已提交讀事務使用行版本控制。
    • 使用快照隔離。
  • 使用綁定連接。

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