SqlServer 并发事务二：锁粒度和锁模式

锁粒度：

资源	格式	说明
DATABASE	不适用	resource_database_id 列中已提供数据库 ID。
FILE	<file_id>	此资源所表示的文件 ID。
Object	<object_id>	此资源所表示的对象 ID。 此对象可以是sys.objects 中列出的任何对象，不仅仅是表。
PAGE	<file_id>:<page_in_file>	HoBt ID。此值与 sys.partitions.hobt_id 相对应。 PAGE 资源并不总是有 HoBt ID，因为 HoBt ID 是可由调用方提供的额外信息，而有些调用方不能提供该信息。
KEY	<hash_value>	表示行中由此资源表示的键列的哈希。HoBt ID。此值与 sys.partitions.hobt_id 相对应。
EXTENT	<file_id>:<page_in_files>	表示此资源所表示的区的文件和页 ID。 区 ID 与区中的第一页的页 ID 相同。
RID	<file_id>:<page_in_file>:<row_on_page>	表示此资源所表示的行的页 ID 和行 ID。 请注意，如果关联的对象 ID 为 99，则此资源表示 IAM 链的第一个 IAM 页上的八个混合页槽之一。HoBt ID。此值与 sys.partitions.hobt_id 相对应。
APPLICATION	<DbPrincipalId>:<upto 32 characters>:(<hash_value>)	表示用于划分此应用程序锁资源范围的数据库主体的 ID。 还包含与此应用程序锁资源相对应的资源字符串，最多包含其中的 32 个字符。 在某些情况下，因不再提供完整字符串而只能显示 2 个字符。 只有在恢复过程中重新获取的应用程序锁处于数据库恢复期间才会发生此行为。 哈希值表示与此应用程序锁资源相对应的完整资源字符串的哈希。
HOBT	不适用	作为 resource_associated_entity_id 提供的 HoBt ID。此值与 sys.partitions.hobt_id 相对应。
ALLOCATION_UNIT	不适用	作为 resource_associated_entity_id 提供的分配单元 ID。此值与 sys.allocation_units.allocation_unit_id相对应。

锁粒度查看测试:

CREATE TABLE mytest(
	id	int,name varchar(20),info varchar(20)
)

insert into mytest
select 1,'kk',null
union all
select 2,'mm',null

create nonclustered index ix_mytest_name on mytest(name,id)
--create clustered index ix_mytest on mytest(id) 

--	事务的锁资源类型
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
begin tran
	update t set info='kk' from mytest t where ID=1	--OBJECT,PAGE,RID(堆),KEY(聚集索引)
--	update t set info='kk' from mytest t with(rowlock) where ID=1	--OBJECT,KEY(聚集索引)
--	update t set info='kk' from mytest t with(paglock) where ID=1	--OBJECT,PAGE
--	update t set info='kk' from mytest t with(tablock) where ID=1	--OBJECT
--	alter table mytest add col int		--DATABASE,METADATA(Sch-S),OBJECT(Sch-M),OBJECT,KEY(聚集索引)

	select resource_type,resource_description,request_mode,request_status,request_type,request_lifetime
	from sys.dm_tran_locks where resource_database_id=DB_ID() and request_session_id=@@SPID
rollback tran

--	事务的锁资源类型
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED
begin tran
	alter index ix_mytest_name on mytest rebuild	--几乎包括所有基本类型

	select resource_type,request_lifetime
	from sys.dm_tran_locks where resource_database_id=DB_ID() and request_session_id=@@SPID
rollback tran

--	所有正在请求的资源信息
select request_session_id,resource_type,request_lifetime,request_owner_type,resource_associated_entity_id,lock_owner_address
from sys.dm_tran_locks where resource_database_id=DB_ID() order by request_session_id

--	根据sys.dm_tran_locks(resource_associated_entity_id)可确定正在锁定的是哪个对象或索引
--（对象正在访问则需等待结束）
select p.partition_id,p.partition_number,OBJECT_NAME(p.object_id) as table_name,i.name as index_name,i.type_desc,p.rows
from sys.partitions p 
inner join sys.indexes i on p.object_id=i.object_id and p.index_id=i.index_id
where  281474979397632 IN(p.object_id,p.hobt_id)
--即where resource_associated_entity_id IN(p.object_id,p.hobt_id)

摘：

Microsoft SQL Server 数据库引擎具有多粒度锁定，允许一个事务锁定不同类型的资源。为了尽量减少锁定的开销，数据库引擎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）可以提高并发度，但开销较高，因为如果锁定了许多行，则需要持有更多的锁。锁定在较大的粒度（例如表）会降低了并发度，因为锁定整个表限制了其他事务对表中任意部分的访问。但其开销较低，因为需要维护的锁较少。

锁模式：

锁模式	说明
共享 (S)	用于不更改或不更新数据的读取操作，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。
排他 (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	用于建立锁的层次结构。意向锁包含三种类型：意向共享 (IS)、意向排他 (IX)和意向排他共享 (SIX)。
架构	在执行依赖于表架构的操作时使用。架构锁包含两种类型：架构修改 (Sch-M)和架构稳定性 (Sch-S)。
大容量更新 (BU)	在向表进行大容量数据复制且指定了 TABLOCK 提示时使用。
键范围	当使用可序列化事务隔离级别时保护查询读取的行的范围。确保再次运行查询时其他事务无法插入符合可序列化事务的查询的行。

--当前表记录(只有非聚集索引ix_mytest_name)
select * from mytest
id	name	info
1	kk		NULL
2	mm		NULL

create nonclustered index ix_mytest_name on mytest(name) with(drop_existing=on)

--事务1
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE
begin tran
	select * from mytest 
	
	select resource_type,request_lifetime
	from sys.dm_tran_locks 
	where resource_database_id=DB_ID() and request_session_id=@@SPID
	
	update t set info='kk' from mytest t where name='kk'
	
	select resource_type,request_lifetime
	from sys.dm_tran_locks 
	where resource_database_id=DB_ID() and request_session_id=@@SPID
--	waitfor delay '00:30:00'
rollback tran

说明:

先执行查询时，整个表为共享锁（S）。接着进行更新操作，在隔离级别serializable中，查询会将对象升级为排他锁。而如果其他事务也有共享锁，就不能转为排他锁，所以数据库引用了更新锁。当一个事务有了更新锁，其他事务就不能再申请更新锁。这个事务就正常升级为排他锁进行操作，避免了死锁可能（如几个事务都拥有共享锁，都打算进行排他操作，这样就相互等待成死锁）。在共享粒度较大的表转变为更新粒度较小的对象时，就会产生共享意向排他锁（SIX）。只有表中有索引并且需要查询键列（如name='kk'），就会产生键范围锁（RangeS-U），在表共享锁转到键锁过程，对表个层次的粒度都加了相应的锁。

如下表格：锁粒度递增，锁模式更低。

粒度	锁类型
KEY	RangeS-U
KEY	RangeS-U
RID	X
PAGE	IU
PAGE	IX
OBJECT	SIX
DATABASE	S

要检验上面的粒度是否存在锁，先运行上面的【事务1】，等待30分钟再结束。接着再打开另一个查询窗口，逐条执行下面的【事务2】。

--事务2
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE
begin tran
	select name from mytest where name='kk'		--KEY(RangeS-U)
--	select id from mytest where name='kk'		--RID(X)
--	select name from mytest where name='mm'		--PAGE(IU)
--	select id,name from mytest where name='mm'	--PAGE(IX)
--	select * from mytest 						--OBJECT(SIX)
--	create table t(id int)						--DATABASE(S)
	select resource_type,request_lifetime
	from sys.dm_tran_locks where resource_database_id=DB_ID() and request_session_id=@@SPID
rollback tran

上面可以验证【事务1】在各个级别粒度是否加锁。

意向锁：

摘：

数据库引擎使用意向锁来保护共享锁（S锁）或排他锁（X锁）放置在锁层次结构的底层资源上。意向锁之所以命名为意向锁，是因为在较低级别锁前可获取它们，因此会通知意向将锁放置在较低级别上。

 

意向锁有两种用途：

防止其他事务以会使较低级别的锁无效的方式修改较高级别资源。

提高数据库引擎在较高的粒度级别检测锁冲突的效率。

 

例如，在该表的页或行上请求共享锁（S锁）之前，在表级请求共享意向锁。在表级设置意向锁可防止另一个事务随后在包含那一页的表上获取排他锁（X锁）。意向锁可以提高性能，因为数据库引擎仅在表级检查意向锁来确定事务是否可以安全地获取该表上的锁。而不需要检查表中的每行或每页上的锁以确定事务是否可以锁定整个表。

意向锁不多说明了，上面是操作也出现过，具体参考文档吧

大容量更新锁查看测试：

大容量更新锁是在大容量操作时才出现，一下测试查看

--先创建表
select c.name tablename,c.name columnname,o.object_id,c.column_id,o.type,o.type_desc 
into bulkTest
from sys.objects o,sys.columns c 
where 1<>1

select * from bulkTest

--导出测试数据.
exec sp_configure 'show advanced options',1	--启用高级配置选项设置
reconfigure;
exec sp_configure 'xp_cmdshell',1	--启用xp_cmdshell
reconfigure;

--必须放在同一行执行
EXEC master..xp_cmdshell 'bcp "select c.name tablename,o.type_desc from sys.objects o,sys.columns c" queryout C:\Users\Administrator\Desktop\bulkTest.txt -c -t"|" -r "\n" -Slocalhost -Usa -Psa'  

--测试用,无需记录大量日志
ALTER DATABASE [mytest] SET RECOVERY SIMPLE WITH NO_WAIT
--ALTER DATABASE [mytest] SET RECOVERY BULK_LOGGED WITH NO_WAIT

提示:
若指定TABLOCK提示,大容量操作将不锁表,这样可以并发插入数据,当然要求系统性能好,对数据约束不高的情况.
若不指定TABLOCK,系统默认锁住整个表,进行大容量操作.

--好了,开始操作!!打开一个查询窗口,执行以脚本
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE

BEGIN TRAN
	BULK INSERT mytest.dbo.bulkTest
	FROM 'C:\Users\Administrator\Desktop\bulkTest.txt'
	WITH (
		TABLOCK,FIELDTERMINATOR ='|',ROWTERMINATOR ='\n'
	);

	select resource_type,request_lifetime
	from sys.dm_tran_locks 
	where resource_database_id=DB_ID() and request_session_id=@@SPID
ROLLBACK TRAN


--	truncate table mytest.dbo.bulkTest
--	SELECT * from mytest.dbo.bulkTest

此文章只是观察数据库中锁粒度和锁模式出现的相关操作和部分影响。

参考：

锁粒度和层次结构
键范围锁定
锁模式

sys.dm_tran_locks (Transact-SQL)
BULK INSERT (Transact-SQL)