数据库锁及死锁的概念

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一、锁的概念
锁（LOCKING）是最常用的并发控制机构。是防止其他事务访问指定的资源控制、实现并发控制的一种主要手段。锁是事务对某个数据库中的资源（如表和记录）存取前，先向系统提出请求，封锁该资源，事务获得锁后，即取得对数据的控制权，在事务释放它的锁之前，其他事务不能更新此数据。当事务撤消后，释放被锁定的资源。
当一个用户锁住数据库中的某个对象时，其他用户就不能再访问该对象

二、锁的粒度
SQL Server 2000 具有多粒度锁定，允许一个事务锁定不同类型的的资源。为了使锁定的成本减至最少，SQL Server 自动将资源锁定在适合任务的级别。锁定在较小的粒度（例如行）可以增加并发但需要较大的开销，因为如果锁定了许多行，则需要控制更多的锁。锁定在较大的粒度（例如表）就并发而言是相当昂贵的，因为锁定整个表限制了其它事务对表中任意部分进行访问，但要求的开销较低，因为需要维护的锁较少。SQL Server 可以锁定行、页、扩展盘区、表、库等资源。

• 资源 级别 描述
• RID 行锁 表中的单个行
• Key 行级锁 索引中的行
• Page 页级锁 一个数据页或者索引页
• Extent 页级锁 一组数据页或者索引页
• Table 表级锁整个表
• Database 数据库级锁 整个数据库

选择多大的粒度，根据对数据的操作而定。如果是更新表中所有的行，则用表级锁;如果是更新表中的某一行，则用行级锁。
行级锁是一种最优锁，因为行级锁不可能出现数据既被占用又没有使用的浪费现象。但是，如果用户事务中频繁对某个表中的多条记录操作，将导致对该表的许多记录行都加上了行级锁，数据库系统中锁的数目会急剧增加，这样就加重了系统负荷，影响系统性能。因此，在SQL Server中，还支持锁升级(lock escalation)。
所谓锁升级是指调整锁的粒度，将多个低粒度的锁替换成少数的更高粒度的锁，以此来降低系统负荷。在SQL Server中当一个事务中的锁较多，达到锁升级门限时，系统自动将行级锁和页面锁升级为表级锁。
特别值得注意的是，在SQL Server中，锁的升级门限以及锁升级是由系统自动来确定的，不需要用户设置。

三、锁的模式
锁模式以及描述表

锁模式 描述

• 共享（S） 用于不更改或不更新数据（只读操作），如SELECT语句
• 更新（U） 用于可更新的资源中。防止当多个会话在读取、锁定以及随后可能进行的资源更新时发生常见形式的死锁。
• 排它（X） 用于数据修改操作，例如 INSERT、UPDATE或DELETE。确保不会同时对同一资源进行多重更新
• 意向 当 Microsoft SQL Server 数据库引擎获取低级别的锁时，它还将在包含更低级别对象的对象上放置意向锁.例如：

当锁定行或索引键范围时，数据库引擎将在包含行或键的页上放置意向锁。当锁定页时，数据库引擎将在包含页的更高级别的对象上放置意向锁。
意向锁的类型为：意向共享（IS）、意向排它（IX）以及意向排它共享（SIX）

 

deadlocks（死锁）

所谓死锁<DeadLock>: 是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力作用,它们都将无法推进下去.此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁,这些永远在互相等待的进程称为死锁进程.

由于资源占用是互斥的，当某个进程提出申请资源后，使得有关进程在无外力协助下，永远分配不到必需的资源而无法继续运行，这就产生了一种特殊现象死锁。

一种情形，此时执行程序中两个或多个线程发生永久堵塞（等待），每个线程都在等待被其他线程占用并堵塞了的资源。例如，如果线程A锁住了记录1并等待记录2，而线程B锁住了记录2并等待记录1，这样两个线程就发生了死锁现象。

计算机系统中,如果系统的资源分配策略不当，更常见的可能是程序员写的程序有错误等，则会导致进程因竞争资源不当而产生死锁的现象。

产生死锁的原因主要是：
（1） 因为系统资源不足。
（2） 进程运行推进的顺序不合适。
（3） 资源分配不当等。
如果系统资源充足，进程的资源请求都能够得到满足，死锁出现的可能性就很低，否则
就会因争夺有限的资源而陷入死锁。其次，进程运行推进顺序与速度不同，也可能产生死锁。

产生死锁的四个必要条件：
（1） 互斥条件：一个资源每次只能被一个进程使用。
（2） 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
（3） 不剥夺条件:进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
（4） 循环等待条件:若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。
这四个条件是死锁的必要条件，只要系统发生死锁，这些条件必然成立，而只要上述条件之
一不满足，就不会发生死锁。

  如何避免死锁
1 使用事务时，尽量缩短事务的逻辑处理过程，及早提交或回滚事务；
2 设置死锁超时参数为合理范围，如：3分钟-10分种；超过时间，自动放弃本次操作，避免进程悬挂；
3 所有的SP都要有错误处理（通过@error）
4 一般不要修改事务的默认级别。不推荐强行加锁
5 优化程序，检查并避免死锁现象出现；
1）合理安排表访问顺序
2）在事务中尽量避免用户干预，尽量使一个事务处理的任务少些。
3）采用脏读技术。脏读由于不对被访问的表加锁，而避免了锁冲突。在客户机/服务器应用环境中，有些事务往往不允许读脏数据，但在特定的条件下，我们可以用脏读。
4）数据访问时域离散法。数据访问时域离散法是指在客户机/服务器结构中，采取各种控制手段控制对数据库或数据库中的对象访问时间段。主要通过以下方式实现: 合理安排后台事务的执行时间，采用工作流对后台事务进行统一管理。工作流在管理任务时，一方面限制同一类任务的线程数（往往限制为1个），防止资源过多占用; 另一方面合理安排不同任务执行时序、时间，尽量避免多个后台任务同时执行，另外，避免在前台交易高峰时间运行后台任务
5）数据存储空间离散法。数据存储空间离散法是指采取各种手段，将逻辑上在一个表中的数据分散到若干离散的空间上去，以便改善对表的访问性能。主要通过以下方法实现: 第一，将大表按行或列分解为若干小表; 第二，按不同的用户群分解。
6）使用尽可能低的隔离性级别。隔离性级别是指为保证数据库数据的完整性和一致性而使多用户事务隔离的程度，SQL92定义了4种隔离性级别：未提交读、提交读、可重复读和可串行。如果选择过高的隔离性级别，如可串行，虽然系统可以因实现更好隔离性而更大程度上保证数据的完整性和一致性，但各事务间冲突而死锁的机会大大增加，大大影响了系统性能。
7）使用Bound Connections。Bound connections 允许两个或多个事务连接共享事务和锁，而且任何一个事务连接要申请锁如同另外一个事务要申请锁一样，因此可以允许这些事务共享数据而不会有加锁的冲突。
8）考虑使用乐观锁定或使事务首先获得一个独占锁定。