數(shù)據(jù)庫(kù)鎖機(jī)制

這段時(shí)間由于開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，重新學(xué)習(xí)了數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制和鎖機(jī)制。數(shù)據(jù)庫(kù)就是通過(guò)鎖機(jī)制來(lái)解決并發(fā)問(wèn)題的。。主要就是兩種鎖，共享鎖和排他鎖（也叫獨(dú)占鎖）。在執(zhí)行select語(yǔ)句的時(shí)候需要給操作對(duì)象（表或者一些記錄）加上共享鎖，但加鎖之前需要檢查是否有排他鎖，如果沒(méi)有，則可以加共享鎖（一個(gè)對(duì)象上可以加n個(gè)共享鎖），否則不行。共享鎖通常在執(zhí)行完select語(yǔ)句之后被釋放，當(dāng)然也有可能是在事務(wù)結(jié)束（包括正常結(jié)束和異常結(jié)束）的時(shí)候被釋放，主要取決與數(shù)據(jù)庫(kù)所設(shè)置的事務(wù)隔離級(jí)別。

　　執(zhí)行insert、update、delete語(yǔ)句的時(shí)候需要給操作的對(duì)象加排他鎖（我感覺(jué)在執(zhí)行insert的時(shí)候應(yīng)該是在表級(jí)加排他鎖），在加排他鎖之前必須確認(rèn)該對(duì)象上沒(méi)有其他任何鎖，一旦加上排他鎖之后，就不能再給這個(gè)對(duì)象加其他任何鎖。排他鎖的釋放通常是在事務(wù)結(jié)束的時(shí)候（當(dāng)然也有例外，就是在數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別被設(shè)置成Read Uncommitted（讀未提交數(shù)據(jù)）的時(shí)候，這種情況下排他鎖會(huì)在執(zhí)行完更新操作之后就釋放，而不是在事務(wù)結(jié)束的時(shí)候）。
　　數(shù)據(jù)庫(kù)是支持在一個(gè)事務(wù)中進(jìn)行自動(dòng)鎖升級(jí)的，例如，在某個(gè)事務(wù)中先執(zhí)行select語(yǔ)句，后執(zhí)行update語(yǔ)句，這兩條語(yǔ)句操作了同一個(gè)對(duì)象，并且假定共享鎖是在事務(wù)結(jié)束的時(shí)候被釋放的。如果數(shù)據(jù)庫(kù)不支持自動(dòng)鎖升級(jí)，那么當(dāng)update語(yǔ)句請(qǐng)求排他鎖的時(shí)候?qū)⒉荒艹晒?。因?yàn)橹皊elect語(yǔ)句的共享鎖沒(méi)有被釋放，那么事務(wù)就進(jìn)入了無(wú)限等待，即死鎖。有了自動(dòng)鎖升級(jí)，在執(zhí)行update語(yǔ)句的時(shí)候就可以將之前加的共享鎖升級(jí)為排他鎖，但有個(gè)前提，就是這個(gè)共享鎖必須是本事務(wù)自己加的，而且在操作對(duì)象上沒(méi)有在加其他任何鎖，否則共享鎖是不能被升級(jí)為排他鎖的，必須等待其他鎖的釋放。
　　在看《精通Hibernate》的時(shí)候，里面還提到了更新鎖。因?yàn)橥ǔＴ趫?zhí)行更新操作的時(shí)候要先查詢，也就是我們通常會(huì)在update語(yǔ)句和delete語(yǔ)句中加where子句。那么，有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可能會(huì)在執(zhí)行查詢的時(shí)候先給操作對(duì)象加共享鎖，然后在更新的時(shí)候加排他鎖，但這么做會(huì)有問(wèn)題，也就是如果兩個(gè)事務(wù)同時(shí)要更新一個(gè)對(duì)象，都先給這個(gè)對(duì)象加了共享鎖，當(dāng)要更新的時(shí)候，都請(qǐng)求升級(jí)鎖，但由于這個(gè)對(duì)象上存在對(duì)方事務(wù)加的共享鎖。。所以無(wú)法升級(jí)。這樣兩個(gè)事務(wù)就在等待對(duì)方釋放共享鎖，進(jìn)入死鎖狀態(tài)。更新鎖就是為了解決這個(gè)問(wèn)題，即在執(zhí)行查詢操作的時(shí)候加的不是共享鎖而是更新鎖（一個(gè)對(duì)象上只能有一個(gè)更新鎖和n個(gè)共享鎖），當(dāng)要更新的時(shí)候，再將更新鎖升級(jí)為排他鎖，升級(jí)前提是這個(gè)對(duì)象上只有本事務(wù)加的更新鎖，沒(méi)有其他任何鎖了。其實(shí)，，我想，如果在執(zhí)行查詢的時(shí)候就給事務(wù)加排他鎖不也能解決死鎖問(wèn)題嗎，但這樣似乎會(huì)減弱系統(tǒng)的并發(fā)性能。
　　現(xiàn)在說(shuō)說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)隔離級(jí)別。
　　在《精通Hibernate》中提到了4種數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別：
Read Uncommitted：讀未提交數(shù)據(jù)（這個(gè)通常很少用）
　　使用這種隔離級(jí)別并不是說(shuō)在讀取或者更新數(shù)據(jù)的時(shí)候不加鎖。。其實(shí)還是加鎖的，只是在執(zhí)行完操作之后馬上釋放鎖。而不是等到事務(wù)結(jié)束之后再釋放。對(duì)于共享鎖，排他鎖都是這樣。
Read Committed：讀已提交數(shù)據(jù)（這個(gè)很常用，也常是數(shù)據(jù)庫(kù)默認(rèn)的設(shè)置）
　　這種隔離級(jí)別共享鎖在讀取數(shù)據(jù)之后馬上釋放。。而排他鎖則是在事務(wù)結(jié)束的時(shí)候再釋放。
Repeatable Read：可重復(fù)讀
　　這種隔離級(jí)別共享鎖和排他鎖都是在事務(wù)結(jié)束的時(shí)候再釋放的。因此叫“可重復(fù)讀”，即一個(gè)事務(wù)所讀取的數(shù)據(jù)是不會(huì)被別的事務(wù)更新的。。。在事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中任何時(shí)候都可以讀取剛才讀過(guò)的數(shù)據(jù)。讀過(guò)的數(shù)據(jù)是不會(huì)被改變的，直到事務(wù)結(jié)束。
Serializable：串行化
　　共享鎖和排他鎖也是在事務(wù)結(jié)束的時(shí)候被釋放，和Repeatable Read不同的是，通常，Repeatable Read。。在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候。。都是對(duì)一條條記錄加共享鎖的。而Serializable的共享鎖則是對(duì)整個(gè)表加的，這樣不但讀取的數(shù)據(jù)不會(huì)被別的事務(wù)修改。。。在同一個(gè)表中的其他未被讀取的數(shù)據(jù)也不會(huì)被修改，，甚至不用擔(dān)心讀到新加入這個(gè)表中的數(shù)據(jù)（根本無(wú)法往表中加數(shù)據(jù)），所以這種隔離級(jí)別是不會(huì)出現(xiàn)虛讀的。

以下一篇來(lái)自點(diǎn)擊打開(kāi)鏈接

鎖是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)非常重要的概念，它主要用于多用戶環(huán)境下保證數(shù)據(jù)庫(kù)完整性和一致性。各種大型數(shù) 據(jù)庫(kù)所采用的鎖的基本理論是一致的，但在具體實(shí)現(xiàn)上各有差別。目前，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都或多或少具有自我調(diào)節(jié)、自我管理的功能，因此很多用戶實(shí)際上不 清楚鎖的理論和所用數(shù)據(jù)庫(kù)中鎖的具體實(shí)現(xiàn)。?

Microsoft SQL Server（以下簡(jiǎn)稱SQL Server）作為一種中小型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，該系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)由系統(tǒng)來(lái)管理鎖。在用戶有SQL請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)分析請(qǐng)求，自動(dòng)在滿足鎖定 條件和系統(tǒng)性能之間為數(shù)據(jù)庫(kù)加上適當(dāng)?shù)逆i，同時(shí)系統(tǒng)在運(yùn)行期間常常自動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化處理，實(shí)行動(dòng)態(tài)加鎖。對(duì)于一般的用戶而言，通過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)鎖定管理機(jī)制基本 可以滿足使用要求，但如果對(duì)數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)庫(kù)完整性和一致性有特殊要求，就必須自己控制數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖定和解鎖，這就需要了解SQL Server的鎖機(jī)制，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)鎖定方法。?

鎖的多粒度性以及鎖升級(jí)?

數(shù)據(jù)庫(kù)中的鎖是指一種軟件機(jī)制，用來(lái)指示某個(gè)用 戶（也即進(jìn)程會(huì)話，下同）已經(jīng)占用了某種資源，從而防止其他用戶做出影響本用戶的數(shù)據(jù)修改或?qū)е聰?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的非完整性和非一致性。這兒所謂資源，主要指用 戶可以操作的數(shù)據(jù)行、索引以及數(shù)據(jù)表等。根據(jù)資源的不同，鎖有多粒度（multigranular）的概念，也就是指可以鎖定的資源的層次。SQL Server中能夠鎖定的資源粒度包括：數(shù)據(jù)庫(kù)、表、區(qū)域、頁(yè)面、鍵值（指帶有索引的行數(shù)據(jù)）、行標(biāo)識(shí)符（RID，即表中的單行數(shù)據(jù)）。?

采 用多粒度鎖的重要用途是用來(lái)支持并發(fā)操作和保證數(shù)據(jù)的完整性。SQL Server根據(jù)用戶的請(qǐng)求，做出分析后自動(dòng)給數(shù)據(jù)庫(kù)加上合適的鎖。假設(shè)某用戶只操作一個(gè)表中的部分行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可能會(huì)只添加幾個(gè)行鎖（RID）或頁(yè)面 鎖，這樣可以盡可能多地支持多用戶的并發(fā)操作。但是，如果用戶事務(wù)中頻繁對(duì)某個(gè)表中的多條記錄操作，將導(dǎo)致對(duì)該表的許多記錄行都加上了行級(jí)鎖，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 中鎖的數(shù)目會(huì)急劇增加，這樣就加重了系統(tǒng)負(fù)荷，影響系統(tǒng)性能。因此，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，一般都支持鎖升級(jí)(lock escalation)。所謂鎖升級(jí)是指調(diào)整鎖的粒度，將多個(gè)低粒度的鎖替換成少數(shù)的更高粒度的鎖，以此來(lái)降低系統(tǒng)負(fù)荷。在SQL Server中當(dāng)一個(gè)事務(wù)中的鎖較多，達(dá)到鎖升級(jí)門(mén)限時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將行級(jí)鎖和頁(yè)面鎖升級(jí)為表級(jí)鎖。特別值得注意的是，在SQL Server中，鎖的升級(jí)門(mén)限以及鎖升級(jí)是由系統(tǒng)自動(dòng)來(lái)確定的，不需要用戶設(shè)置。?

鎖的模式和兼容性?

在數(shù)據(jù)庫(kù)中加鎖時(shí)，除了可以對(duì)不同的資源加鎖，還可以使用不同程度的加鎖方式，即鎖有多種模式，SQL Server中鎖模式包括：?

1．共享鎖?

SQL Server中，共享鎖用于所有的只讀數(shù)據(jù)操作。共享鎖是非獨(dú)占的，允許多個(gè)并發(fā)事務(wù)讀取其鎖定的資源。默認(rèn)情況下，數(shù)據(jù)被讀取后，SQL Server立即釋放共享鎖。例如，執(zhí)行查詢“SELECT * FROM my_table”時(shí)，首先鎖定第一頁(yè)，讀取之后，釋放對(duì)第一頁(yè)的鎖定，然后鎖定第二頁(yè)。這樣，就允許在讀操作過(guò)程中，修改未被鎖定的第一頁(yè)。但是，事務(wù) 隔離級(jí)別連接選項(xiàng)設(shè)置和SELECT語(yǔ)句中的鎖定設(shè)置都可以改變SQL Server的這種默認(rèn)設(shè)置。例如，“ SELECT * FROM my_table HOLDLOCK”就要求在整個(gè)查詢過(guò)程中，保持對(duì)表的鎖定，直到查詢完成才釋放鎖定。?

2．修改鎖?

修 改鎖在修改操作的初始化階段用來(lái)鎖定可能要被修改的資源，這樣可以避免使用共享鎖造成的死鎖現(xiàn)象。因?yàn)槭褂霉蚕礞i時(shí)，修改數(shù)據(jù)的操作分為兩步，首先獲得一 個(gè)共享鎖，讀取數(shù)據(jù)，然后將共享鎖升級(jí)為獨(dú)占鎖，然后再執(zhí)行修改操作。這樣如果同時(shí)有兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)同時(shí)對(duì)一個(gè)事務(wù)申請(qǐng)了共享鎖，在修改數(shù)據(jù)的時(shí)候，這些 事務(wù)都要將共享鎖升級(jí)為獨(dú)占鎖。這時(shí)，這些事務(wù)都不會(huì)釋放共享鎖而是一直等待對(duì)方釋放，這樣就造成了死鎖。如果一個(gè)數(shù)據(jù)在修改前直接申請(qǐng)修改鎖，在數(shù)據(jù)修 改的時(shí)候再升級(jí)為獨(dú)占鎖，就可以避免死鎖。修改鎖與共享鎖是兼容的，也就是說(shuō)一個(gè)資源用共享鎖鎖定后，允許再用修改鎖鎖定。?

3．獨(dú)占鎖?

獨(dú)占鎖是為修改數(shù)據(jù)而保留的。它所鎖定的資源，其他事務(wù)不能讀取也不能修改。獨(dú)占鎖不能和其他鎖兼容。?

4．結(jié)構(gòu)鎖?

結(jié)構(gòu)鎖分為結(jié)構(gòu)修改鎖（Sch-M）和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定鎖（Sch-S）。執(zhí)行表定義語(yǔ)言操作時(shí)，SQL Server采用Sch-M鎖，編譯查詢時(shí)，SQL Server采用Sch-S鎖。?

5．意向鎖?

意 向鎖說(shuō)明SQL Server有在資源的低層獲得共享鎖或獨(dú)占鎖的意向。例如，表級(jí)的共享意向鎖說(shuō)明事務(wù)意圖將獨(dú)占鎖釋放到表中的頁(yè)或者行。意向鎖又可以分為共享意向鎖、 獨(dú)占意向鎖和共享式獨(dú)占意向鎖。共享意向鎖說(shuō)明事務(wù)意圖在共享意向鎖所鎖定的低層資源上放置共享鎖來(lái)讀取數(shù)據(jù)。獨(dú)占意向鎖說(shuō)明事務(wù)意圖在共享意向鎖所鎖定 的低層資源上放置獨(dú)占鎖來(lái)修改數(shù)據(jù)。共享式獨(dú)占鎖說(shuō)明事務(wù)允許其他事務(wù)使用共享鎖來(lái)讀取頂層資源，并意圖在該資源低層上放置獨(dú)占鎖。?

6．批量修改鎖?

批量復(fù)制數(shù)據(jù)時(shí)使用批量修改鎖?？梢酝ㄟ^(guò)表的TabLock提示或者使用系統(tǒng)存儲(chǔ)過(guò)程sp_tableoption的“table lock on bulk load”選項(xiàng)設(shè)定批量修改鎖。?

另外，SQL Server命令語(yǔ)句操作會(huì)影響鎖定的方式，語(yǔ)句的組合也同樣能產(chǎn)生不同的鎖定，詳情如下表：?

鎖沖突及其防止辦法?

在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，死鎖是指多個(gè)用戶（進(jìn)程）分別鎖定了一個(gè)資源，并又試圖請(qǐng)求鎖定對(duì)方已經(jīng)鎖定的資源，這就產(chǎn)生了一個(gè)鎖定請(qǐng)求環(huán)，導(dǎo)致多個(gè)用戶（進(jìn)程）都處于等待對(duì)方釋放所鎖定資源的狀態(tài)。?

在SQL Server中，系統(tǒng)能夠自動(dòng)定期搜索和處理死鎖問(wèn)題。系統(tǒng)在每次搜索中標(biāo)識(shí)所有等待鎖定請(qǐng)求的進(jìn)程會(huì)話，如果在下一次搜索中該被標(biāo)識(shí)的進(jìn)程仍處于等待狀態(tài)，SQL Server就開(kāi)始遞歸死鎖搜索。