SQL Server鎖定和阻塞 防范數(shù)據(jù)泥石流
本帖提供兩種做法，可避免讓 client-side 程序，持續(xù)等待 SQL Server 中事務(wù)鎖定造成的不正常或長時(shí)間阻塞，而讓用戶也無限期等待，甚至造成 connection pooling 連接數(shù)超過容量。
日前公司 server-side 有組件，疑似因撰寫時(shí) exception-handling 做得不周全，導(dǎo)致罕見的特殊例外發(fā)生時(shí)，讓 SQL Server 的事務(wù)未執(zhí)行到 cmmmit 或 rollback，造成某些表或記錄被「鎖定 (lock)」。后來又有大量的 request，要透過代碼訪問這些被鎖定的記錄，結(jié)果造成了嚴(yán)重的長時(shí)間「阻塞」，最后有大量 process 在 SQL Server 呈現(xiàn)「等待中」的狀態(tài)。
由于 SQL Server 的「事務(wù)隔離級別」默認(rèn)是 READ COMMITTED (事務(wù)期間別人無法讀取)，加上 SQL Server 的鎖定造成阻塞時(shí)，默認(rèn)是別的進(jìn)程必須無限期等待 (LOCK_TIMEOUT = -1)。結(jié)果這些大量的客戶端 request 無限期等待永遠(yuǎn)不會提交或回滾的事務(wù)，并一直占用著 connection pool 中的資源，最后造成 connection pooling 連接數(shù)目超載。
查了一些書，若我們要查詢 SQL Server 目前會話中的 lock 超時(shí)時(shí)間，可用以下的命令：
- SELECT @@LOCK_TIMEOUT
默認(rèn)為 -1，意即欲訪問的對象或記錄被鎖定時(shí)，會無限期等待。若欲更改當(dāng)前會話的此值，可用下列命令：
- SET LOCK_TIMEOUT 3000
后面的 3000，其單位為毫秒，亦即會先等待被鎖定的對象 3 秒鐘。若事務(wù)仍未釋放鎖，則會拋回如下代號為 1222 的錯(cuò)誤信息，可供程序員編程時(shí)做相關(guān)的逾時(shí)處理：
消息 1222，級別 16，狀態(tài) 51，第 3 行
已超過了鎖請求超時(shí)時(shí)段。
若將 LOCK_TIMEOUT 設(shè)置為 0，亦即當(dāng)欲訪問對象被鎖定時(shí)，完全不等待就拋回代號 1222 的錯(cuò)誤信息。此外，此一 SET LOCK_TIMEOUT 命令，影響范例只限當(dāng)前會話，而非對某個(gè)表做永久的設(shè)置。
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接下來我們在 SSMS 中，開兩個(gè)會話 (查詢窗口) 做測試，會話 A 創(chuàng)建會造成阻塞的事務(wù)進(jìn)程，會話 B 去訪問被鎖定的記錄。
--會話 A
- BEGIN TRAN;
- UPDATE Orders SET EmployeeID=7 WHERE OrderID=10248
--rollback; --故意不提交或回滾
--會話 B
- SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10248
分別執(zhí)行后，因?yàn)橛L問的記錄是同一條，按照 SQL Server 「事務(wù)隔離級別」和「鎖」的默認(rèn)值，會話 B 將無法讀取該條數(shù)據(jù)，而且會永遠(yuǎn)一直等下去 (若在現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目里寫出這種代碼，就準(zhǔn)備被客戶和老板臭罵)。
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若將會話 B 先加上 SET LOCK_TIMEOUT 3000 的設(shè)置，如下，則會話 B 會先等待 3 秒鐘，才拋出代號 1222 的「鎖請求已超時(shí)」錯(cuò)誤信息：
- SET LOCK_TIMEOUT 3000
- UPDATE Orders SET EmployeeID=7 WHERE OrderID=10248
- --SET LOCK_TIMEOUT -1
執(zhí)行結(jié)果：
消息 1222，級別 16，狀態(tài) 51，第 3 行
已超過了鎖請求超時(shí)時(shí)段。
語句已終止。
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另根據(jù)我之前寫的文章「30 分鐘快快樂樂學(xué) SQL Performance Tuning」所述：
http://www.cnblogs.com/WizardWu/archive/2008/10/27/1320055.html
撰寫不當(dāng)?shù)?SQL 語句，會讓數(shù)據(jù)庫的索引無法使用，造成全表掃描或全聚集索引掃描。例如不當(dāng)?shù)模篘OT、OR 算符使用，或是直接用 + 號做來串接兩個(gè)字段當(dāng)作 WHERE 條件，都可能造成索引失效，變成全表掃描，除了性能變差之外，此時(shí)若這句不良的 SQL 語句，是本帖前述會話 B 的語句，由于會造成全表掃描，因此就一定會被會話 A 的事務(wù)阻塞 (因?yàn)閽呙枞頃r(shí)，一定也會讀到 OrderID=10248 的這一條記錄)。
下方的 SQL 語句，由于 OrderID 字段有設(shè)索引，因此下圖 1 的「執(zhí)行計(jì)劃」，會以算法中的「二分搜尋法」在索引中快速查找 OrderID=10250 的記錄
- SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10250
- SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10250 AND ShipCountry='Brazil'
圖 1 有正確使用到索引的 SQL 語句，以垂直的方向使用索引。用 AND 算符時(shí)，只要有任一個(gè)字段有加上索引，就能受惠于索引的好處，并避免全表掃描
此時(shí)若我們將這句 SQL 語句，當(dāng)作前述會話 B 的語句，由于它和會話 A 所 UPDATE 的 OrderID=10248 不是同一條記錄，因此不會受會話 A 事務(wù)未回滾的影響，會話 B 能正常執(zhí)行 SELECT 語句。
但若我們將會話 B 的 SQL 語句，改用如下的 OR 算符，由于 ShipCountry 字段沒有加上索引，此時(shí)會造成全表掃描。如此一來，除了性能低落以外，還會因?yàn)樵谌頀呙钑r(shí)，讀到會話 A 中鎖定的 OrderID=10248 那一條記錄，造成阻塞，讓會話 B 永遠(yuǎn)呈現(xiàn)「等待中」的狀態(tài).
- SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10250 OR ShipCountry='Brazil'
圖 2 未正確使用索引的 SQL 語句，以水平的方向使用索引。用 OR 算符時(shí)，必須「所有」用到的字段都有加上索引，才能真正有效使用索引、避免全表掃描
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發(fā)生阻塞時(shí)，透過以下命令，可看出是哪個(gè)進(jìn)程 session id，阻塞了哪幾個(gè)進(jìn)程 session id，且期間經(jīng)過了多少「毫秒 (ms)」。如下圖 3 里 session id = 53 阻塞了 session id = 52 的進(jìn)程。另透過 SQL Server Profiler 工具，也能看到相同的內(nèi)容。
- SELECT blocking_session_id, wait_duration_ms, session_id FROM sys.dm_os_waiting_tasks
圖 3 本帖前述會話 A 的 UPDATE 語句 (53)，阻塞了會話 B 的 SELECT 語句 (52)
透過以下兩個(gè)命令，我們還能看到整個(gè)數(shù)據(jù)庫的鎖定和阻塞詳細(xì)信息：
- SELECT * FROM sys.dm_tran_locks
- EXEC sp_lock
圖 4 session id = 52 的 process 因阻塞而一直處于等待中 (WAIT)
另透過 KILL 命令，可直接殺掉造成阻塞的 process，如下：
KILL 53
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欲解決無限期等待的問題，除了前述的 SET LOCK_TIMEOUT 命令外，還有更省事的做法，如下，在會話 B 的 SQL 語句中，在表名稱后面加上 WITH (NOLOCK) 關(guān)鍵字，表示要求 SQL Server，不必去考慮這個(gè)表的鎖定狀態(tài)為何，因此也可減少「死鎖 (dead lock)」發(fā)生的機(jī)率。但 WITH (NOLOCK) 不適用 INSERT、UPDATE、DELETE。
- SELECT * FROM Orders WITH (NOLOCK) WHERE OrderID=10248
類似的功能，也可如下，在 SQL 語句前，先設(shè)置「事務(wù)隔離級別」為可「臟讀 (dirty read)」。
- SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
- SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10248
兩種做法的效果類似，讓會話 B 即使讀到被鎖阻塞的記錄，也永遠(yuǎn)不必等待，但可能讀到別人未提交的數(shù)據(jù)。雖然說這種做法讓會話 B 不用請求共享鎖，亦即永遠(yuǎn)不會和其他事務(wù)發(fā)生沖突，但應(yīng)考慮項(xiàng)目開發(fā)實(shí)際的需求，若是會話 B 要查詢的是原物料的庫存量，或銀行系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，就不適合用這種做法，而應(yīng)改用第一種做法的 SET LOCK_TIMEOUT 命令，明確讓數(shù)據(jù)庫拋回等候逾時(shí)的錯(cuò)誤代號 1222，再自己寫代碼做處理。
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歸根究柢，我們在編程時(shí)，就應(yīng)該避免寫出會造成長時(shí)間阻塞的 SQL 語句，亦即應(yīng)最小化鎖定爭用的可能性，以下為一些建議：
- 盡可能讓事務(wù)輕薄短小、讓鎖定的時(shí)間盡量短，例如把不必要的命令移出事務(wù)外，或把一個(gè)大量更新的事務(wù)，切成多個(gè)更新較少的事務(wù)，以改善并發(fā)性。
- 將組成事務(wù)的 SQL 語句，擺到一個(gè)「批 (batch) 處理」，以避免不必要的延遲。這些延遲常由 BEGIN TRAN ... COMMIT TRAN 命令之間的網(wǎng)絡(luò) I/O 所引起。
- 考慮將事務(wù)的 SQL 語句寫在一個(gè)存儲過程內(nèi)。一般來說，存儲過程的執(zhí)行速度會比批處理的 SQL 語句快，且存儲過程可降低網(wǎng)絡(luò)的流量和 I/O，讓事務(wù)可更快完成。
- 盡可能頻繁地認(rèn)可 Cursor 中的更新，因?yàn)?Cursor 的處理速度較慢，會讓鎖定的時(shí)間較長。
- 若無必要，使用較寬松的事務(wù)隔離級別，如前述的 WITH (NOLOCK) 和 READ UNCOMMITTED。而非為了項(xiàng)目開發(fā)方便，全部使用默認(rèn)的 READ COMMITTED 級別。
- 避免在事務(wù)執(zhí)行期間，還要等待用戶的反饋或交互，這樣可能會造成無限期的持有鎖定，如同本帖一開始提到的狀況，最后造成大量的阻塞和數(shù)據(jù)庫 connection 被占用。
- 避免事務(wù) BEGIN TRAN 后查詢的數(shù)據(jù)，可能在事務(wù)開始之前先被引用。
- 避免在查詢時(shí) JOIN 過多的表，否則除了性能較差外，也很容易讀到正被鎖定或阻塞中的表和字段。
- 應(yīng)注意在一個(gè)沒有索引的表上，過量的「行鎖」，或一些鎖定使用了過多的內(nèi)存和系統(tǒng)資源時(shí)，SQL Server 為了有效地管理這些鎖定，會嘗試將鎖定擴(kuò)展為整個(gè)表的「表鎖」，此時(shí)會很容易造成其他 process 在訪問時(shí)的阻塞和等待。
原文標(biāo)題：快速搞懂 SQL Server 的鎖定和阻塞
鏈接：http://www.cnblogs.com/WizardWu/archive/2010/08/13/1798645.html
