模擬SQLserver死鎖現象

酒笙匿清栀發表於2024-04-09
SQLServer

SQL Server死鎖是指兩個或多個事務相互等待對方持有的資源而無法繼續執行的情況。當兩個或多個事務都持有一些資源並且試圖獲取其他事務持有的資源時，可能會發生死鎖。這種情況下，每個事務都在等待另一個事務釋放其所需的資源，導致所有涉及的事務都無法繼續執行，形成了死鎖。

死鎖通常涉及資料庫中的多個表或資料行，每個事務都試圖以不同的順序鎖定這些資源。當兩個或多個事務同時執行並且它們的鎖定順序相反時，可能會導致死鎖。

SQL Server使用鎖來確保資料的一致性和完整性。當一個事務對資源進行修改時，它會鎖定這些資源，以防止其他事務同時修改它們。如果某個事務需要訪問被另一個事務鎖定的資源，它就必須等待，直到該資源可用。

SQL Server檢測到死鎖的發生，並透過選擇一個事務作為死鎖犧牲者來解決死鎖。犧牲者的事務將被回滾，允許其他事務繼續執行。通常，SQL Server選擇成本較低的事務作為死鎖犧牲者，以最小化影響。然後，其他事務可以繼續執行，從而解除死鎖。

為了減少死鎖的發生，可以採取一些措施，如合理設計資料庫事務，避免長時間持有鎖，以及在訪問資料時使用較小的鎖範圍。此外，透過最佳化資料庫設計和查詢語句，可以降低死鎖的風險。

SQL Server引發死鎖的原因通常涉及以下幾個方面：

  1. 競爭資源: 當多個事務試圖同時訪問相同的資源（如表、行、頁等）時，可能會發生死鎖。如果一個事務持有了某個資源的鎖，而另一個事務又需要訪問這個資源，但又無法獲得鎖，那麼它就會被阻塞，可能導致死鎖的發生。

  2. 鎖定順序: 當事務以不同的順序請求鎖定資源時，可能會導致死鎖。例如，事務A先鎖定表X，然後請求鎖定表Y，而事務B先鎖定表Y，然後請求鎖定表X，這種情況下可能會發生死鎖。

  3. 長時間持有鎖: 如果事務長時間持有鎖，並且在持有鎖的情況下執行其他操作，那麼其他事務可能會被阻塞，從而增加了死鎖的風險。這種情況下，其他事務可能會試圖獲取被長時間持有的鎖，但由於無法獲得，可能導致死鎖。

  4. 事務隔離級別設定不當: 如果資料庫的事務隔離級別設定過高，會導致鎖定範圍過大，增加了發生死鎖的可能性。例如，在Serializable隔離級別下，事務可能會鎖定整個表，而不是僅鎖定需要修改的行，這會增加死鎖的風險。

  5. 併發訪問高: 當資料庫的併發訪問量很高時，可能會增加死鎖的發生機率。因為併發訪問增加了資源競爭的可能性，當多個事務同時執行並競爭相同的資源時，死鎖的風險就會增加。

為了減少死鎖的發生，可以採取一些措施，如合理設計資料庫模式、最佳化查詢語句、避免長時間持有鎖、選擇合適的事務隔離級別以及監控和調整系統負載等。

以下為大家編寫一個模擬一個死鎖示例

-- 建立資料庫
CREATE DATABASE DeadlockDemo;
GO

-- 使用建立的資料庫
USE DeadlockDemo;
GO

-- 建立表
CREATE TABLE DemoTable (
    ID INT PRIMARY KEY,
    Name NVARCHAR(50)
);
GO

-- 向表中插入資料
INSERT INTO DemoTable (ID, Name) VALUES (1, 'Record 1');
INSERT INTO DemoTable (ID, Name) VALUES (2, 'Record 2');
GO

-- 開啟兩個事務並執行更新操作，模擬死鎖情況
-- 事務1
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 1' WHERE ID = 1;
WAITFOR DELAY '00:00:05'; -- 模擬等待時間

-- 事務2
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 2' WHERE ID = 2;
WAITFOR DELAY '00:00:05'; -- 模擬等待時間

-- 事務1繼續
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 1' WHERE ID = 2;
COMMIT; -- 完成事務1

-- 事務2繼續
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 2' WHERE ID = 1;
COMMIT; -- 完成事務2

在這個示例中，兩個事務分別嘗試更新表中的記錄，但更新順序相反。當這兩個事務同時執行時，可能會發生死鎖，因為每個事務都持有對另一個事務正在更新的行的鎖定，並嘗試獲取對另一個行的鎖定，而另一個事務已經持有了這些鎖定。在這種情況下，SQL Server 將其中一個事務作為死鎖犧牲者，並回滾該事務，以允許另一個事務繼續執行。

以上示例，將開啟兩個會話，事務執行示例如下：

會話1：

-- 事務1
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 1' WHERE ID = 1;
WAITFOR DELAY '00:00:05'; -- 模擬等待時間


-- 事務1繼續
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 1' WHERE ID = 2;
COMMIT; -- 完成事務1

會話2：

-- 事務2
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 2' WHERE ID = 2;
WAITFOR DELAY '00:00:05'; -- 模擬等待時間



-- 事務2繼續
UPDATE DemoTable SET Name = 'Updated Record 2' WHERE ID = 1;
COMMIT; -- 完成事務2

執行順序，會話1執行事務1前半段，會話2執行事務2前半段，會話1執行事務1後半段，會話2執行事務2後半段。將會出現死鎖，如下圖：

此刻將發生死鎖。以上為模擬SQLserver死鎖場景。

那如何避免死鎖呢？以下提供幾個思路供網友參考：

避免 SQL Server 死鎖通常需要採取一系列策略和最佳實踐。以下是一些減少死鎖發生的方法：

  1. 合理設計資料庫模式：良好的資料庫設計可以減少死鎖的可能性。例如，儘量避免事務在多個表中以不同的順序更新資料，這有助於減少鎖定資源的競爭。

  2. 使用合適的索引：正確地設計和使用索引可以提高查詢效率，並減少事務對錶的鎖定時間。透過索引，可以更快地定位到需要修改的行，從而降低死鎖的風險。

  3. 最佳化查詢語句：編寫高效的查詢語句有助於減少死鎖的發生。避免在事務中執行大量的計算或查詢操作，儘量保持事務簡潔高效。

  4. 減少事務持有時間：儘量縮短事務持有鎖的時間，及時釋放不再需要的鎖。長時間持有鎖會增加其他事務發生死鎖的可能性。

  5. 使用較小的鎖範圍：在修改資料時，儘量只鎖定必要的資源，避免鎖定過大的範圍。這可以減少事務之間的鎖定競爭，降低死鎖的風險。

  6. 選擇合適的事務隔離級別：根據應用程式的需求，選擇合適的事務隔離級別。較低的隔離級別通常會減少鎖定資源的範圍，從而降低死鎖的可能性。

  7. 監控和調整系統負載：定期監控資料庫的效能和負載情況，及時調整系統配置以應對高負載情況。透過平衡系統負載，可以降低死鎖的發生機率。

  8. 使用死鎖檢測和處理機制：SQL Server提供了死鎖檢測和處理機制，可以幫助識別和解決死鎖問題。透過配置適當的死鎖檢測引數，並使用鎖定監視工具，可以及時發現並處理死鎖。

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