關系型數據庫,如 SQL Server,使用鎖來避免多用戶修改數據時的并發沖突。當一組數據被某個用戶鎖定時,除非第一個用戶結束修改并釋放鎖,否則其他用戶就無法修改該組數據。
有些數據庫,包括 SQL Server,用鎖來避免用戶檢索未遞交的修改記錄。在這些系統中,如果用戶A在修改一組記錄,則其他用戶只有等用戶A修改完畢了,才能檢索。
數據庫在每個物理層上設置鎖:記錄行 (rows),數據頁(pages, 上百萬記錄行),擴展頁(extends, 多個數據頁),整個表,甚至整個數據庫。有些數據庫(如Oracle等)只使用精細的行鎖機制,而別的數據庫,則使用在頁面,擴展頁,表和數據庫上的較大范圍的鎖機制。大多數數據庫,包括SQL Server,同樣支持行鎖機制,但是經常使用的還是大范圍鎖機制。 這主要是因為管理鎖需要付出高昂的代價。鎖十分復雜而且數量很多,所以如果全都是 行鎖的話,將是極為痛苦的:一百萬行的數據更新就會輕易消耗巨大的內存,從而根本無法進行管理。
鎖爭用的描述 ?
那些不僅僅使用行級鎖的數據庫使用一種稱為混和鎖 (lock escalation)的技術來獲取較高的性能。除非很明確知道是針對整個數據表,否則這些數據庫的做法是開始使用行級鎖, 然后隨著修改的數據增多,開始使用大范圍的鎖機制。
不幸的是,這種混和鎖的方法會產生和放大新的問題:死鎖。如果兩個用戶以相反的順序修改位于不同表的記錄,而這兩條記錄雖然邏輯上不相關, 但是物理上是相鄰的,操作就會先引發行鎖,然后升級為頁面鎖。這樣, 兩個用戶都需要對方鎖定的東西,就造成了死鎖。 ?
例如:
用戶 A修改表A的一些記錄,引發的頁面鎖不光鎖定正在修改的記錄,還會有很多其它記錄也會被鎖定。
用戶 B修改表B的一些記錄,引發的頁面鎖鎖定用戶A和其它正在修改的數據。
用戶 A想修改用戶B在表B中鎖定(并不一定正在修改的)數據。
用戶 B想修改或者僅僅想訪問用戶A在表A中鎖定(并不一定正在修改)的數據。
為了解決該問題,數據庫會經常去檢測是否有死鎖存在,如果有,就把其中的一個事務撤銷,好讓另一個事務能順利完成。一般來說,都是撤銷 那個修改數據量少的事務,這樣回滾的開銷就比較少。使用行級鎖的數據庫 很少會有這個問題,因為兩個用戶同時修改同一條記錄的可能性極小,而且由于極其偶然的修改數據的順序而造成的鎖也少。
而且,數據庫使用鎖超時來避免讓用戶等待時間過長。查詢超時的引入也是為了同樣目的。我們可以重新遞交那些超時的查詢,但是這只會造成數據庫 的堵塞。如果經常發生超時,說明用戶使用 SQL Server的方式有問題。正常 情況是很少會發生超時的。
在服務器負載較高的運行環境下,使用混合鎖的 SQL Server鎖機制,表現不會很好。 原因是鎖爭用(Lock Contention)。鎖爭用造成死鎖和鎖等待問題。在一個多用戶系統中,很多用戶會同時在修改數據庫,還有更多的用戶在同時訪問數據庫,隨時會產生鎖,用戶 也爭先恐后地獲取鎖以確保自己的操作的正確性,死鎖頻繁發生,這種情形下, 用戶的心情可想而知。
確實,如果只有少量用戶, SQL Server不會遇到多少麻煩。內部測試和發布的時候,由于用戶較少, 也很難發現那些并發問題。但是當激發幾百個并發,進行持續不斷地INSERT,UPDATE,以及一些 DELETE操作時,如何觀察是否有麻煩出現,那時候你就會不得不手忙腳亂地去閱讀Oracle的文獻。 不過我有一個解決辦法,該方法只需要檢查你的T-SQL代碼,很少的調整和系統測試。用該方法教你進行適當的系統測試過程。
鎖爭用的解決方法
如果你在今年 6月-8月之間訪問Streamload.com,你可能會看到諸如“遇到死鎖”,“鎖超時”, “需要對象”等錯誤。這些錯誤都是由于鎖爭用引起的。在查閱大量文檔和討論后,我了解了這方面的知識,也就是上面所論述的內容,我再次敘述如下:
SQL Server開始是用行級鎖的,但是經常會擴大為頁面鎖和表鎖,最終造成死鎖。
即使用戶沒有修改數據, SQL Server在SELECT的時候也會遇到鎖。幸運的是,我們可以通過SQL Server 的兩個關鍵字來手工處理:NOLOCK和ROWLOCK。
它們的使用方法如下:
SELECT COUNT
(UserID)
FROM
?
Users
?
WITH
?
(
NOLOCK
)
WHERE
?
Username
?
LIKE
?
'foobar'
和
UPDATE
?
Users
?
WITH
?
(
ROWLOCK
)
SET
?
Username =
?
'fred'
?
WHERE
?
Username =
?
'foobar'
NOLOCK的使用
NOLOCK可以忽略鎖,直接從數據庫讀取數據。這意味著可以避開鎖,從而提高性能和擴展性。但同時也意味著代碼出錯的可能性存在。你可能會讀取到運行事務正在處理的無須驗證的未遞交數據。 這種風險可以量化。
如果是金融方面的代碼或者一些非常規的總計 (你想絕對保證安全性),你應該小心行事并且不使用這種技術。 但是我認為使用該技術會比你90%應用系統性能要好,當用戶(或者是交互代碼)發現一個未遞交的修改時,使用技術會保證不會像未使用該技術那樣引起大麻煩。實際上,你可能發現你的大多數數據很少或者甚至不進行 修改的,這樣我們就不會因為這些數據被鎖住而浪費大量的時間。
例如,如果你想統計在 2000年6月份到8月份之間加入Streamload.com的所有用戶,就沒有理由去鎖住任何記錄: 2000年9月1號一到來,這個用戶數就是確定的。又例如要列舉在Streamload.com的文件列表:這種結果即使 不是100%的正確,也不是大問題。因為你要么不擁有該文件,當然也無所謂你是否能找到它,或者你確實擁有該文件,這種情況下你當然知道你是否修改了該文件,以及該文件是否已經上傳完畢了。
但是,如果這些數據的修改,對數據庫來說是基礎性的修改,或者這些數據對于用戶來說,必須是百分之百保證 是修改正確的 (例如帳單或者余額數據),那么你不要使用該技術。
ROWLOCK的使用
ROWLOCK告訴SQL Server只使用行級鎖。ROWLOCK語法可以使用在SELECT,UPDATE和DELETE語句中,不過 我習慣僅僅在UPDATE和DELETE語句中使用。如果在UPDATE語句中有指定的主鍵,那么就總是會引發行級鎖的。但是當SQL Server對幾個這種UPDATE進行批處理時,某些數據正好在同一個頁面(page),這種情況在當前情況下 是很有可能發生的,這就象在一個目錄中,創建文件需要較長的時間,而同時你又在更新這些文件。當頁面鎖引發后,事情就開始變得糟糕了。而如果在UPDATE或者DELETE時,沒有指定主鍵,數據庫當然認為很多數據會收到影響,那樣 就會直接引發頁面鎖,事情同樣變得糟糕。
通過指定使用行級鎖,這種情況可以得到避免。但是需要小心的是,如果你錯誤地使用在過多行上,數據庫并不會聰明到自動將行級鎖升級到頁面鎖,服務器也會因為行級鎖的開銷而消耗大量的內存和 CPU,直至無法響應。尤其主要留意的是 企業管理器中"管理/當前活動"(Management/Current Activity)這一項。該項會花較長的時間來載入鎖的信息。這些信息 時十分有用的,當你使用行級鎖后,你如果在"鎖/處理"(Locks/Processes)下看到幾百個鎖,一點都不奇怪,而恰恰應該慶幸鎖超時和死鎖的問題減少了。
注意事項
我認為 SQL Server傾向于使用NOLOCK關鍵字,而ROWLOCK關鍵字由用戶根據情況自行決定。你可以僅僅在 SELECT語句中使用NOLOCK,這些SELECT語句場合包括INNER查詢,以及在INSERT語句中的SELECT使用,在連接查詢下也可以使用,例如:
SELECT COUNT
(Users.UserID)
FROM
?
Users
?
WITH
?
(
NOLOCK
)
JOIN
?
UsersInUserGroups
?
WITH
?
(
NOLOCK
)
?
ON
?
Users.UserID = UsersInUserGroups.UserID
NOLOCK 和 ROWLOCK的使用效果
很難去量化在使用 NOLOCK和ROWLOCK后,Streamload.com或者你的網站性能到底改善了多少。 不過在使用NOLOCK和ROWLOCK前,Streamload.com的速度很慢,而且經常無法使用,以及很不穩定。使用后,就變得快速、容易訪問以及穩定了。兩者簡直就是天壤之別。這些改變當然無法在 關于鎖的文檔中很難找到。那些文檔會建議你重寫你的應用,當表數據被使用,鎖產生了(沒錯,就是這樣),然后你應該使用小事務并且以批處理的形式執行(不錯,實際經驗就是如此),使用低級別的隔離措施 (也沒錯,NOLOCK就是一個極端的例子),還建議你有限的連接,從而讓處理器進行合作(好復雜的描述,而且總覺得怪怪的不像個好點子)。我不知道是否用數據庫咨詢師會提到本文中的技術(或類似的技術), 但是我只想說的是,Streamload.com的運行狀況的確因為該技術得到了改善。如果你遇到了鎖爭用的問題,也可以試試NOLOCK和ROWLOCK。
申明
是否使用 NOLOCK和ROWLOCK,需要自行判斷,并謹慎運用。我用該技術的方法是通過查看我的存儲過程和即時查詢語句,在我自己的理解上來覺得哪里用和如何用。我需要判斷如果用NOLOCK 而引起一些返回的不準確,或者ROWLOCK是否會造成太多的鎖,這些情況出現時,對于訪問者或者使用者來說,是否是可以接受的。在大多數情況下,我認為是沒有問題的,但是也許你的代碼不適用, 你需要小心對待。你需要創建一些獨立的過程,是否加鎖,如何加鎖,以作為對比。當UPDATE或者 DELETE查詢影響到很多數據行時,你在使用PAGELOCK,TABLOCK時也會遇到別的問題。








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