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2010-08-14 17:08

本帖提供兩種做法，可避免在 SQL Server 事務鎖定時產(chǎn)生的不正?；蜷L時間阻塞，讓用戶和程序也無限期等待，甚至引起 connection pooling 連接數(shù)超過容量。

所謂的「阻塞」，是指當一個數(shù)據(jù)庫會話中的事務，正在鎖定其他會話事務想要讀取或修改的資源，造成這些會話發(fā)出的請求進入等待的狀態(tài)。SQL Server 默認會讓被阻塞的請求無限期地一直等待，直到原來的事務釋放相關的鎖，或直到它超時 (根據(jù) SET LOCK_TIMEOUT，本文后續(xù)會提到)、服務器關閉、進程被殺死。一般的系統(tǒng)中，偶爾有短時間的阻塞是正常且合理的；但若設計不良的程序，就可能導致長時間的阻塞，這樣就不必要地鎖定了資源，而且阻塞了其他會話欲讀取或更新的需求。遇到這種情況，可能就需要手工排除阻塞的狀態(tài)，而本文接下來要介紹兩種排除阻塞的做法。

日前公司 server-side 有組件，疑似因撰寫時 exception-handling 做得不周全，導致罕見的特殊例外發(fā)生時，讓 SQL Server 的事務未執(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)果造成了嚴重的長時間「阻塞」，最后有大量 process (進程) 在 SQL Server 呈現(xiàn)「等待中 (WAIT)」的狀態(tài)。

由于 SQL Server 的「事務隔離級別」默認是 READ COMMITTED (事務期間別人無法讀取)，加上 SQL Server 的鎖定造成阻塞時，默認是別的進程必須無限期等待 (LOCK_TIMEOUT = -1)。結(jié)果這些大量的客戶端 request 無限期等待永遠不會提交或回滾的事務，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 超時時間，可用以下的命令：

SELECT @@LOCK_TIMEOUT

執(zhí)行結(jié)果默認為 -1，意即欲訪問的對象或記錄被鎖定時，會無限期等待。若欲更改當前會話的此值，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。若事務仍未釋放鎖，則會拋回如下代號為 1222 的錯誤信息，可供程序員編程時做相關的逾時處理：

消息 1222，級別 16，狀態(tài) 51，第 3 行
已超過了鎖請求超時時段。若將 LOCK_TIMEOUT 設置為 0，亦即當欲訪問對象被鎖定時，完全不等待就拋回代號 1222 的錯誤信息。此外，此一 SET LOCK_TIMEOUT 命令，影響范例只限當前會話 (進程)，而非對某個表做永久的設置。

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接下來我們在 SSMS 中，開兩個會話 (查詢窗口) 做測試，會話 A 創(chuàng)建會造成阻塞的事務進程，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，因為欲訪問的記錄是同一條，按照 SQL Server 「事務隔離級別」和「鎖」的默認值，會話 B 將無法讀取該條數(shù)據(jù)，而且會永遠一直等下去 (若在現(xiàn)實項目里寫出這種代碼，就準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」錯誤信息：

--會話 B
SET LOCK_TIMEOUT 3000
SELECT * FROM Orders 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時段。
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 SQL Performance Tuning」所述：
http://www.cnblogs.com/WizardWu/archive/2008/10/27/1320055.html

撰寫不當?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?shù)模篘OT、OR 算符使用，或是直接用 + 號做來串接兩個字段當作 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或聚集索引掃描，因此就一定會被會話 A 的事務阻塞 (因為掃描全表時，一定也會讀到 OrderID=10248 這一條會話 A 正在鎖定的記錄)。

下方的 SQL 語句，由于 OrderID 字段有設索引，因此下圖 1 的「執(zhí)行計劃」，會以算法中的「二分查找法」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，只要有任一個字段有加上索引，就能受惠于索引的好處，并避免全表掃描此時若我們將這句 SQL 語句，當作前述會話 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，此時會造成聚集索引掃描 (和全表掃描一樣，會對整個表做逐條記錄的 scan)。如此一來，除了性能低落以外，還會因為在逐條掃描時，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，必須「所有」用到的字段都有加上索引，才能有效使用索引、避免全表掃描

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發(fā)生阻塞時，透過以下命令，可看出是哪個進程 session id，阻塞了哪幾個進程 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)

透過以下兩個命令，我們還能看到整個數(shù)據(jù)庫的鎖定和阻塞詳細信息：

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) 關鍵字，表示要求 SQL Server，不必去考慮這個表的鎖定狀態(tài)為何，因此也可減少「死鎖 (dead lock)」發(fā)生的機率。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，先設置「事務隔離級別」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，亦即永遠不會和其他事務發(fā)生沖突，但應考慮項目開發(fā)實際的需求，若會話 B 要查詢的是原物料的庫存量，或銀行系統(tǒng)的關鍵數(shù)據(jù)，就不適合用這種做法，而應改用第一種做法的 SET LOCK_TIMEOUT 命令，明確讓數(shù)據(jù)庫拋回等候逾時的錯誤代號 1222，再自己寫代碼做處理。

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歸根究柢，我們在編程時，就應該避免寫出會造成長時間阻塞的 SQL 語句，亦即應最小化鎖定爭用的可能性，以下為一些建議：

盡可能讓事務輕薄短小、讓鎖定的時間盡量短，例如把不必要的命令移出事務外，或把一個大量更新的事務，切成多個更新較少的事務，以改善并發(fā)性。
將組成事務的 SQL 語句，擺到一個「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 I/O 所引起。
考慮將事務的 SQL 語句寫在一個存儲過程內(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)絡的流量和 I/O，讓事務可更快完成。
盡可能頻繁地認可 Cursor 中的更新，因為 Cursor 的處理速度較慢，會讓鎖定的時間較長。
若無必要，使用較寬松的事務隔離級別，如前述的 WITH (NOLOCK) 和 READ UNCOMMITTED。而非為了項目開發(fā)方便，全部使用默認的 READ COMMITTED 級別。
避免在事務執(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 BEGIN TRAN 后查詢的數(shù)據(jù)，可能在事務開始之前先被引用。
避免在查詢時 JOIN 過多的表 (此指非必要的 JOIN)，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。
應注意在一個沒有索引的表上，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，SQL Server 為了有效地管理這些鎖定，會嘗試將鎖定擴展為整個表的「表鎖」，此時會很容易造成其他 process 在訪問時的阻塞和等待。

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本帖尚未提到死鎖和其他更進階的議題，等下次有空再繼續(xù)泡茶聊天。

http://hi.baidu.com/zsjfd/blog/item/02289762970615d0e6113a4f.html

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