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【澳门新葡8522最新网站】基础知识梳理

时间:2019-09-24 04:37来源:澳门新葡8522最新网站
锁兼容性图: 事务的概念 事务:若干条T-SQL指令组成的一个操作数据库的最小执行单元,这个整体要么全部成功,要么全部失败。(并发控制) 一、锁的粒度: 事务的四个属性 :原子

锁兼容性图:

事务的概念

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事务:若干条T-SQL指令组成的一个操作数据库的最小执行单元,这个整体要么全部成功,要么全部失败。(并发控制)

一、锁的粒度:

事务的四个属性:原子性、一致性、隔离性、持久性。称为事务的ACID特性。

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  • 原子性(atomicity)一个事务是一个不可分割的工作单位,事务中包括的诸操作要么都做,要么都不做。
  • 一致性(consistency)事务内的操作都不能违反数据库约束或规则,事务完成时的内部数据结构都必须是正确的。
  • 隔离性(isolation)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,不可能是另一个事务处理中的数据。
  • 持久性(durability)也称永久性(permanence),指一个事务一旦提交,它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其有任何影响。

比较需要注意的是RID/KEY、HoBT/PAGE这两对儿的区别,RID和HoBT是针对堆表的,即没有聚集索引的表。

SQL Server中3类常见的事务

二、锁的模式:

自动提交事务:是一种能够自动执行并能自动回滚事务,这种方式是T-SQL的默认事务方式。例如在删除一个表记录的时候,如果这条记录有主外键关系的时候,删除就会受主外键约束的影响,那么这个删除就会取消。
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。

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事务常用的语句

1.关于其中的S、U、X锁:

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

共享锁

共享锁(S 锁)允许并发事务在封闭式并发控制下读取 (SELECT) 资源。 资源上存在共享锁(S 锁)时,任何其他事务都不能修改数据。 读取操作一完成,就立即释放资源上的共享锁(S 锁),除非将事务隔离级别设置为可重复读或更高级别,或者在事务持续时间内用锁定提示保留共享锁(S 锁)。

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更新锁

更新锁(U 锁)可以防止常见的死锁。 在可重复读或可序列化事务中,此事务读取数据 [获取资源(页或行)的共享锁(S 锁)],然后修改数据 [此操作要求锁转换为排他锁(X 锁)]。 如果两个事务获得了资源上的共享模式锁,然后试图同时更新数据,则一个事务尝试将锁转换为排他锁(X 锁)。 共享模式到排他锁的转换必须等待一段时间,因为一个事务的排他锁与其他事务的共享模式锁不兼容;发生锁等待。 第二个事务试图获取排他锁(X 锁)以进行更新。 由于两个事务都要转换为排他锁(X 锁),并且每个事务都等待另一个事务释放共享模式锁,因此发生死锁。

若要避免这种潜在的死锁问题,请使用更新锁(U 锁)。 一次只有一个事务可以获得资源的更新锁(U 锁)。 如果事务修改资源,则更新锁(U 锁)转换为排他锁(X 锁)。

一般情况下更新都是直接获取独占锁的,但是如果被更新的行上已经存在独占锁,那么事务就会尝试先获取S锁,如果有多个会话在请求S锁的队列中,那么当独占锁被释放后就有多个会话获取了S锁并尝试转换为X锁,此时发生死锁,U锁的出现即为了解决此问题。  --这段不是官网的描述,而是我根据MySQL的重复性检测加锁机制推测的。如果官网有关于此类先加S锁再转化X的文章请@我。

编写一个简单的事务

排他锁

排他锁(X 锁)可以防止并发事务对资源进行访问。 使用排他锁(X 锁)时,任何其他事务都无法修改数据;仅在使用 NOLOCK 提示或未提交读隔离级别时才会进行读取操作。

数据修改语句(如 INSERT、UPDATE 和 DELETE)合并了修改和读取操作。 语句在执行所需的修改操作之前首先执行读取操作以获取数据。 因此,数据修改语句通常请求共享锁和排他锁。 例如,UPDATE 语句可能根据与一个表的联接修改另一个表中的行。 在此情况下,除了请求更新行上的排他锁之外,UPDATE 语句还将请求在联接表中读取的行上的共享锁。

Ps:在这里官网的解释可能会有歧义,DML操作虽然是读取和修改的合并,但是只有update才会先加IU、U锁来读取数据,然后修改时转化为IX、X。而删除和插入我们可以认为从一开始就是加的IX、X锁。

2.关于其中的意向锁:

意向锁有两种用途:

  • 防止其他事务以会使较低级别的锁无效的方式修改较高级别资源。
  • 提高数据库引擎在较高的粒度级别检测锁冲突的效率。

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3.关于其中的架构锁:

数据库引擎在表数据定义语言 (DDL) 操作(例如添加列或删除表)的过程中使用架构修改 (Sch-M) 锁。 保持该锁期间,Sch-M 锁将阻止对表进行并发访问。 这意味着 Sch-M 锁在释放前将阻止所有外围操作。

某些数据操作语言 (DML) 操作(例如表截断)使用 Sch-M 锁阻止并发操作访问受影响的表。

数据库引擎在编译和执行查询时使用架构稳定性 (Sch-S) 锁。 Sch-S 锁不会阻止某些事务锁,其中包括排他 (X) 锁。 因此,在编译查询的过程中,其他事务(包括那些针对表使用 X 锁的事务)将继续运行。 但是,无法针对表执行获取 Sch-M 锁的并发 DDL 操作和并发 DML 操作。

4.关于其中的大容量更新锁:

大容量更新锁(BU 锁)允许多个线程将数据并发地大容量加载到同一表,同时防止其他不进行大容量加载数据的进程访问该表。 在满足以下两个条件时,数据库引擎使用大容量更新 (BU) 锁。

  • 使用 Transact-SQL BULK INSERT 语句或 OPENROWSET(BULK) 函数,或者您使用某个大容量插入 API 命令(如 .NET SqlBulkCopy)、OLEDB 快速加载 API 或 ODBC 大容量复制 API 来将数据大容量复制到表。
  • TABLOCK指定提示或表大容量加载上的锁表选项设置使用sp_tableoption。

5.关于其中的键范围锁:

在使用可序列化事务隔离级别时,对于 Transact-SQL 语句读取的记录集,键范围锁可以隐式保护该记录集中包含的行范围。 键范围锁可防止虚拟读取。 通过保护行之间键的范围,它还防止对事务访问的记录集进行虚拟插入或删除。

关于键范围锁可以参考官网,或者另一篇博客SQL Server事务隔离级别中对于可序列化读隔离级别的加锁说明。

 

三、锁升级

SQL Server数据库会发生锁升级,官网说明的锁升级触发条件为,如果没有使用 ALTER TABLE SET LOCK_ESCALATION 选项来禁用表的锁升级并且满足以下任一条件时,触发锁升级:

  • 单个 Transact-SQL 语句在单个无分区表或索引上获得至少 5,000 个锁。
  • 单个 Transact-SQL 语句在已分区表的单个分区上获得至少 5,000 个锁,并且 ALTER TABLE SET LOCK_ESCALATION 选项设为 AUTO。
  • 数据库引擎实例中的锁的数量超出了内存或配置阈值。
  • 如果由于锁冲突导致无法升级锁,则数据库引擎每当获取 1,250 个新锁时便会触发锁升级。

对于锁升级的优化官网提供如下建议:

  1. 使用READ_COMMITTED_SNAPSHOT事务隔离级别。
  2. 使用SNAPSHOT事务隔离级别。
  3. 使用READ UNCOMMITTED事务隔离级别。

一般情况下我们只需要把READ_COMMITTED_SNAPSHOT选项打开即可,可以避免select加锁,从而避免阻塞和锁升级。

此外还可以打开1211和1224来避免锁升级,但是极度不推荐,锁升级本身就是为加快锁获取的效率而设计的,根本解决办法还是优化SQL。

 

参考文档

SQL Server 事务锁定和行版本控制指南:

关于锁升级,参考官方页面:

--开启事务
begin tran tran_Addtable1
--错误捕捉
begin try
--语句正确
insert into table1 (id,name,value,sex) values (4,'michael2','chaoshuai2',1);
 --加入保存点
 --  save tran pigOneIn 
--sex为int型 出错
insert into table1 (id,name,value,sex) values (5,'michael3','chaoshuai3','天气下雨了');
insert into table1 (id,name,value,sex) values (6,'michael4','chaoshuai4',1);
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 tran_Addtable1  ---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)
commit tran tran_Addtable1 --提交事务 

执行结果

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分析:由于插入table1时发生错误,根据事务的原子性,要么全做,要全不错,所以一条数据都没有插入

事务的并发控制

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
1.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。
2.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。
3.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。
4.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。

设置事务隔离级别

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。

 

锁的概念

Microsoft SQL Server 数据库引擎使用不同的锁模式锁定资源,这些锁模式确定了并发事务访问资源的方式。

锁的分类

  • 共享锁:允许并发事务在封闭式并发控制下读取(SELECT)资源。资源上存在共享锁(S 锁)时,任何其他事务都不能修改数据。 读取操作一完成,就立即释放资源上的共享锁(S 锁);
  • 排他锁:可以防止并发事务对资源进行访问。使用排他锁时,任何其他事务都无法修改数据;数据修改语句(如 INSERT、UPDATE 和 DELETE)合并了修改和读取操作,通常请求共享锁和排他锁
  • 更新锁:防止常见的死锁。此事务读取数据 [获取资源(页或行)的共享锁(S 锁)],然后修改数据 [此操作要求锁转换为排他锁(X 锁)]。果两个事务获得了资源上的共享模式锁,然后试图同时更新数据,则一个事务尝试将锁转换为排他锁(X 锁)。 共享模式到排他锁的转换必须等待一段时间,因为一个事务的排他锁与其他事务的共享模式锁不兼容;发生锁等待。 第二个事务试图获取排他锁(X 锁)以进行更新。 由于两个事务都要转换为排他锁(X 锁),并且每个事务都等待另一个事务释放共享模式锁,因此发生死锁。

     更新锁(U 锁)使得一次只有一个事务可以获得资源的更新锁(U 锁)。 如果事务修改资源,则更新锁(U 锁)转换为排他锁(X 锁)

  • 意向锁:数据库引擎使用意向锁来保护共享锁(S 锁)或排他锁(X 锁)放置在锁层次结构的底层资源上。在较低级别锁前可获取它们,因此会通知意向将锁放置在较低级别上。

    例如,在该表的页或行上请求共享锁(S 锁)之前,在表级请求共享意向锁。 在表级设置意向锁可防止另一个事务随后在包含那一页的表上获取排他锁(X 锁)。 意向锁可以提高性能,因为数据库引擎仅在表检           查意向锁来确定事务是否可以安全地获取该表上的锁。 而不需要检查表中的每行或每页上的锁以确定事务是否可以锁定整个表。

  • 意向锁包括意向共享 (IS)、意向排他 (IX) 以及意向排他共享 (SIX)。
  • 架构锁:数据库引擎在表数据定义语言 (DDL) 操作(例如添加列或删除表)的过程中使用架构修改 (Sch-M) 锁。 保持该锁期间,Sch-M 锁将阻止对表进行并发访问。
  • 大容量更新锁:  大容量更新锁(BU 锁)允许多个线程将数据并发地大容量加载到同一表,同时防止其他不进行大容量加载数据的进程访问该表。

锁模式兼容性

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如何将死锁降低到最低

按同一顺序访问对象。
避免事务中的用户交互。
保持事务简短并处于一个批处理中。
使用较低的隔离级别。
使用基于行版本控制的隔离级别。
将 READ_COMMITTED_SNAPSHOT 数据库选项设置为 ON,使得已提交读事务使用行版本控制。
使用快照隔离。
使用绑定连接。

 

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