SQL Server鎖定和阻塞 防范數據泥石流
本帖提供兩種做法，可避免讓 client-side 程序，持續等待 SQL Server 中事務鎖定造成的不正常或長時間阻塞，而讓用戶也無限期等待，甚至造成 connection pooling 連接數超過容量。
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生時，讓 SQL Server 的事務未執行到 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，結果造成了嚴重的長時間「阻塞」，最后有大量 process 在 SQL Server 呈現「等待中」的狀態。
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
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 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，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 將無法讀取該條數據，而且會永遠一直等下去 (若在現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：
- SET LOCK_TIMEOUT 3000
- UPDATE Orders SET EmployeeID=7 WHERE OrderID=10248
- --SET LOCK_TIMEOUT -1
執行結果：
消息 1222，級別 16，狀態 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
撰寫不當的 SQL 語句，會讓數據庫的索引無法使用，造成全表掃描或全聚集索引掃描。例如不當的：NOT、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，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 的這一條記錄)。
下方的 SQL 語句，由于 OrderID 字段有設索引，因此下圖 1 的「執行計劃」，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，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，此時會造成全表掃描。如此一來，除了性能低落以外，還會因為在全表掃描時，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「等待中」的狀態.
- 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，才能真正有效使用索引、避免全表掃描
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發生阻塞時，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據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為何，因此也可減少「死鎖 (dead lock)」發生的機率。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據。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生沖突，但應考慮項目開發實際的需求，若是會話 B 要查詢的是原物料的庫存量，或銀行系統的關鍵數據，就不適合用這種做法，而應改用第一種做法的 SET LOCK_TIMEOUT 命令，明確讓數據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 命令之間的網絡 I/O 所引起。
- 考慮將事務的 SQL 語句寫在一個存儲過程內。一般來說，存儲過程的執行速度會比批處理的 SQL 語句快，且存儲過程可降低網絡的流量和 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。而非為了項目開發方便，全部使用默認的 READ COMMITTED 級別。
- 避免在事務執行期間，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據庫 connection 被占用。
- 避免事務 BEGIN TRAN 后查詢的數據，可能在事務開始之前先被引用。
- 避免在查詢時 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存和系統資源時，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。
原文標題：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
