sql server 数据库 锁教程及锁操作

news/2025/2/22 22:38:01/

SQL Server数据库 锁的教程

SQL Server 的数据库锁是为了保证数据库的并发性和数据一致性而设计的。锁机制能够确保多个事务不会同时修改同一数据，从而避免数据冲突和不一致的发生。理解 SQL Server 的锁机制对于开发高效、并发性强的数据库应用非常重要。

1. 锁的基本概念

SQL Server 锁是一种机制，确保数据库中的事务在访问共享资源时的同步性。它允许多个事务并发执行，但防止它们访问和修改同一数据行或页面，直到事务完成。

SQL Server 支持不同级别的锁，根据锁定的资源类型和粒度的不同，锁可以分为以下几类：

  • 行级锁（Row-Level Lock）：锁定某一行数据。
  • 页级锁（Page-Level Lock）：锁定数据库中的数据页，通常包含多个数据行。
  • 表级锁（Table-Level Lock）：锁定整个表。
  • 意向锁（Intent Locks）：表示事务计划在某个级别上获取锁，通常用于多级锁定。

2. 锁的类型

SQL Server 提供了多种类型的锁，最常见的有：

(1) 共享锁（S - Shared Lock）
  • 用于读取数据，允许其他事务也能读取该数据，但不允许修改该数据。
  • 示例：执行 SELECT 查询时。
(2) 排他锁（X - Exclusive Lock）
  • 用于修改数据，允许事务对资源进行修改，并且其他事务不能访问该资源（包括读取和修改）。
  • 示例：执行 UPDATE 或 DELETE 操作时。
(3) 更新锁（U - Update Lock）
  • 用于避免死锁的锁类型，通常用于对行进行更新时。它防止其他事务对资源进行修改，但允许其他事务进行读取。
  • 示例：在更新某一行数据之前，SQL Server 会首先加上更新锁。
(4) 意向锁（Intent Locks）
  • 用来表明事务将会在某一更高层级（行、页、表等）上获取锁。
  • 意向共享锁（IS）：表示事务计划对资源加共享锁。
  • 意向排他锁（IX）：表示事务计划对资源加排他锁。
(5) 增量锁（Bulk Update Lock）
  • 用于批量插入或更新操作时。它允许对大范围的数据进行修改时，可以避免其他事务进行操作。

3. 锁粒度（Granularity）

SQL Server 锁的粒度是指锁定的范围。根据操作的数据量，锁粒度可以从行级锁到表级锁不等。

  • 行级锁：锁定数据库中的单一行，通常是最小粒度的锁。
  • 页级锁：锁定一页数据，通常包含 8KB 的数据。
  • 表级锁：锁定整个表，通常是最大粒度的锁。

4. 锁的隔离级别

SQL Server 提供了四种主要的事务隔离级别，它们决定了事务如何访问数据库中的数据，以及如何应用锁：

(1) 读未提交（READ UNCOMMITTED）
  • 事务可以读取未提交的数据（脏读）。它不使用共享锁，允许其他事务修改数据，可能导致读取到不一致的结果。
(2) 读已提交（READ COMMITTED）
  • 这是 SQL Server 默认的隔离级别。事务只能读取已经提交的数据。它会在读取数据时使用共享锁，防止读取到脏数据，但允许其他事务修改数据。
(3) 可重复读（REPEATABLE READ）
  • 在该隔离级别下，事务读取的数据在整个事务期间是不可变的。即使其他事务提交了修改，也不能影响当前事务的结果。共享锁会被持有直到事务结束。
(4) 串行化（SERIALIZABLE）
  • 最高级别的隔离级别，事务会完全独占访问资源。它通过排他锁防止其他事务访问或修改数据，提供最高级别的数据一致性，但会严重影响并发性。

5. 死锁（Deadlock）

死锁发生在两个或更多的事务互相等待对方释放锁，从而导致无法继续执行。SQL Server 会检测到死锁，并自动选择一个事务回滚，从而解决死锁。

死锁的例子：
  • 事务 A 锁定资源 X，等待资源 Y；
  • 事务 B 锁定资源 Y，等待资源 X；
  • 两个事务互相等待，导致死锁。

6. 如何查看当前的锁

可以使用 SQL Server 提供的视图来查看当前数据库中锁的状态：

(1) sys.dm_tran_locks

这个视图显示了所有当前锁的信息。

SELECT * FROM sys.dm_tran_locks;

(2) sys.dm_exec_requests

此视图显示当前正在执行的所有请求及其锁信息。

SELECT * FROM sys.dm_exec_requests;

(3) sp_who2

该存储过程显示当前 SQL Server 实例中的所有活动会话信息，包括锁和进程状态。

EXEC sp_who2;

7. 锁的管理

(1) 如何避免死锁
  • 减少锁的持有时间：尽量将事务处理时间缩短，减少锁的持有时间。
  • 一致的锁定顺序：确保所有事务以相同的顺序访问表或行，避免因访问顺序不同而产生死锁。
  • 合理使用事务隔离级别：根据应用需求选择合适的隔离级别，避免不必要的锁。
(2) 手动管理锁

在某些情况下，可能需要使用 WITH (NOLOCK) 来避免锁定读取：

SELECT * FROM 表名 WITH (NOLOCK);

这将避免共享锁的使用，允许读取未提交的数据，但也可能读取到脏数据。

8. 锁的调优

为了提升性能，SQL Server 提供了一些锁调优选项，如：

  • 查询优化：通过查询优化器生成高效的查询计划，减少锁的竞争。
  • 合适的索引设计：确保表有合适的索引，以减少扫描全表的操作，从而减少锁的范围。
  • 使用适当的事务隔离级别：根据业务需求选择合适的隔离级别，以平衡性能和数据一致性。

总结

SQL Server 的锁机制是为了确保数据一致性和事务的并发执行，它通过不同类型和粒度的锁，来管理数据库中的资源访问。合理选择事务隔离级别、管理锁的使用、避免死锁、优化查询等，都能帮助提高数据库性能和并发能力。

SQL Server 锁操作相关的 SQL 命令

1. 使用 WITH (NOLOCK) 提示避免锁

WITH (NOLOCK) 提示可以用于读取数据时避免加共享锁，从而避免阻塞其他事务，但这样可能会读取到未提交的数据（脏读）。

SELECT * FROM 表名 WITH (NOLOCK);

注意：使用 NOLOCK 可能会导致脏读，因此需要谨慎使用。

2. 使用 WITH (ROWLOCK) 提示

WITH (ROWLOCK) 强制 SQL Server 使用行级锁，而不是更高粒度的锁（例如，页级锁或表级锁）。这对于避免锁定过多数据很有帮助。

SELECT * FROM 表名 WITH (ROWLOCK);

3. 使用 WITH (XLOCK) 提示

WITH (XLOCK) 会强制 SQL Server 使用排他锁，防止其他事务对锁定的数据进行任何操作，直到当前事务完成。

SELECT * FROM 表名 WITH (XLOCK);

应用场景：用于确保在读取数据时没有其他事务可以修改数据。

4. 使用 WITH (UPDLOCK) 提示

WITH (UPDLOCK) 用于请求更新锁，它会防止其他事务对该行进行修改，但仍然允许读取。

SELECT * FROM 表名 WITH (UPDLOCK);

应用场景：用于当你准备更新数据时，防止其他事务修改该数据。

5. 查看当前锁的状态

你可以查询系统视图来查看当前数据库中所有的锁信息：

SELECT * FROM sys.dm_tran_locks;

这个视图显示了所有当前正在持有的锁。

6. 查看当前事务的锁和请求

通过以下查询，你可以查看当前正在执行的所有请求，以及它们所持有的锁信息：

SELECT session_id, request_id, lock_type, resource_type, resource_database_id, resource_associated_entity_id FROM sys.dm_exec_requests;

7. 查看锁竞争的详细信息

如果你想知道哪些查询正在等待锁，可以使用以下命令来检查锁竞争情况：

SELECT blocking_session_id, session_id, wait_type, wait_time, wait_resource FROM sys.dm_exec_requests WHERE blocking_session_id <> 0;

说明：blocking_session_id 非零表示当前事务正在被其他事务阻塞。

8. 查看死锁信息

如果你怀疑出现了死锁，可以查看死锁图的日志。死锁信息可以通过以下查询获得：

DBCC TRACEON(1222, -1);

该命令会将死锁信息输出到 SQL Server 错误日志中。

9. 手动释放锁

通常，锁会在事务完成后自动释放，但是如果想强制释放某个事务的锁，可以使用 KILL 命令来终止正在执行的会话：

KILL <session_id>;

注意：使用 KILL 会终止一个事务，并回滚未完成的操作，因此请谨慎使用。

10. 死锁的自动回滚

SQL Server 会自动检测死锁，并选择其中一个事务回滚。如果你想查看死锁回滚的情况，可以通过查看错误日志来获取更多信息。

DBCC TRACEON(1204, -1);

这将把死锁的详细信息输出到 SQL Server 错误日志中。

EXEC sp_readerrorlog; -- 查看当前错误日志


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