SQL Server中事务、锁定和阻塞

时间:2023-03-07 10:34:38

事务是什么

  在SQL Server中事务是构成一个工作逻辑单元的一系列任务,也就说多个任务放在一起执行,这些任务要么全部执行成功,要么全部执行失败。

  通过事务我们可以保证数据的完整性,例如:用户A给用户B转1000块钱,如果从用户A的账号中扣了1000块,但是在向用户B账号添加1000块的时候执行失败,这个时候用户A说自己转了,用户B却有没收到,两个还不得打起来。所以针对于这种情况,需要使用事务,其中从用户A账号扣除1000块钱是一个任务,向用户B账号添加1000块是另一个任务,这两个任务如果都执行成功说明转账成功,如果都执行失败,这1000块还在用户A账上。

ACID属性

  在了解事务之前,我们还是要先了解一些基本概念。

  事务必须满足一组需求,称之为ACID属性,分别指的是:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)。

  原子性

  根据我们学过的化学知识,分子是原子组成,而原子是不可再分的,正如开篇对事务的定义,事务里面的任务只能全部执行成功或全部不执行这两种结果,如果只有部分任务执行成功,就违反了原子属性。

  一致性

  事务必须保证数据的一致性,虽然在事务处理期间内允许数据库处于不一致的状态下,但是在事务完成时必须是一致的。

  例如,假设Orders表和OrderDetails表之间存在一个基于OrderID字段的外键,这个约束确保OrderDetails表中存在OrderID之前,该OrderID必须先存在于Orders表中。如果一个事务如果没有Orders表写入记录,但给OrderDetails表写入了记录,数据库就处于不一致的状态。

  隔离性

  每个事务都是隔离的,隔离有不同的隔离级别,后面会详细讲解。

  持久性

  事务的持久性是指事务提交之后,就保持这个状态,即如果事务修改了某行数据,这个事务提交之后,这个事务就不会再改变该行数据,除非再次执行事务。

如果使用事务

  在SQL Server主要使用下面三个命令实现事务的编程:

  Begin Transaction:开始事务

  Commit Transaction:提交事务

  Rollback Transaction:回滚事务

  一旦开始事务,要么提交,要么回滚,否则已开始的事务在事务处理期间会一直保持锁定,可能阻塞其他事务的执行。简单示例如下:

Begin Try
Begin Transaction
select departmentId as DeptId,Name
from HumanResources.Department
where name between 'A' And 'G' Commit transaction End Try
Begin Catch;
Rollback Transaction
Return;
End Catch;

理解SQL Server锁定

  SQL Server使用锁实现ACID隔离属性,锁确保一个事务的修改不受另一个事务修改事务的影响,锁定数据也存在不同的级别。

  按粒度划分

  行锁:锁定单行,这是最小的锁

  页面锁:锁定一页或8KB,一个页存在一行或多行

  区锁:锁定8个页面或64KB

  表锁:锁定整个表

  数据库锁:锁整个数据库,这个锁主要用于架构更改时

  键锁:锁索引上的节点

  SQL Server会自动管理锁的大小,尽可能使用较小的锁,因为较小的锁允许更多的事务访问数据,另外,每个锁都需要在内存中保存锁的信息,所以锁越少越好。SQL Sever在检测到内存压力时,会提升锁的级别。

  按模式划分

  共享锁:

  数据库默认的隔离级别使用的就是共享锁,即多个进程同时拥有,因为是大家的,所以只能看不能改,而且共享锁不能用于当前正在修改的行/页面/表上。

  排他锁:

  顾名思义,就是我的东西,不允许别人看,更不允许修改,通常在事务对数据执行写入时使用排它锁。

  更新锁:

  更新锁意味着,事务准备执行排他锁,当前正在扫描数据,以确定它希望锁定的行。可以简单看成,打算转变为排它锁的共享锁。

  

  按模式划分,还有其他类型,例如:意向共享锁、意向排他共享锁、意向排他锁。

事务隔离级别

  在了解事务的隔离级别之前,必须先明白三个概念:脏读取、不能重复的读取和幻影行。

  脏数据

  所谓的脏数据,其实值得就是还没有其他的数据,即没有正真写入到数据库的数据。那么这样的数据是怎么来的呢?

  通常,脏数据是由其他事务产生,但是在该事务并未提交,而这数据已经被其他事务获取使用,显然这样的数据是有问题的。

  不能重复的读取

  简单的理解,就是第一次执行事务(但未提交)和第二次执行该事务获取到的数据不一样,即第二次事务开始之前,数据被修改了,当然在一般情况下这样的数据没问题,但是对于一些隔离级别要求很高,就要求两次执行相同的事务获取的结果必须一样,即重复的。

  幻影行

  重复的读取,指定是选中的行,这个行是确定的,但是有时事务获取的是一个行范围,在第一次执行事务(但未提交)和第二次执行该事务获取的行范围就可能存在不同,为啥呢?因为别的事务可能会去新增或删除行,而这些行我们叫做幻影行。

  了解这些基本概念之后,我们看看具体事务的隔离级别。

  级别1——Read Uncommitted

  这是最低级别的隔离,允许读取没有提交的事务修改的数据,即上面说的脏数据。这个级别在读取数据的时候不设置共享锁。

  示例如下:

set Transaction Isolation level Read Uncommitted

  Begin Transaction
update HumanResources.Department
set Name='ABC ddd'
Where DepartmentID=1 Commit transaction

  级别2——Read Committed

  SQL Server中默认的事务隔离级别就是Read Committed,确保一个事务不能读取另外一个事务已修改但未提交的数据。

  级别3——Repeatable Read

  在Repeatable Read中,任何在事务处理过程中获得的共享锁都会保持下去,直到事务提交为止。这不同于Read Committed隔离级别,Read Committed只在正在读取的数据上拥有共享锁。Repeatable Read级别能够保证读取到重复的数据。

  级别4——Serializable

  这个最严格的隔离级别禁止出现所有的事务错误:脏数据、不可重复的读取和幻影行。

  这个隔离级别可用于绝对事务完整性比性能更重要的数据库。银行、会计和竞争激烈的销售数据库(如股票市场)。