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SQLServer 死锁与阻塞处理 ​

死锁和阻塞是SQL Server中常见的并发问题，它们会导致查询执行缓慢，甚至无法完成，影响系统的性能和可用性。本文将详细介绍SQL Server中死锁与阻塞的区别、识别方法、处理策略和预防措施。

死锁与阻塞的区别 ​

阻塞 ​

  1. 定义：当一个事务持有另一个事务需要的资源锁时，就会发生阻塞。被阻塞的事务必须等待持有锁的事务释放锁，才能继续执行。

  2. 特点：

    • 是一种正常的并发现象
    • 通常是暂时的，当持有锁的事务完成后会自动解除
    • 可能导致查询执行缓慢，但不会导致事务失败
    • 可以通过等待图分析

  3. 常见原因：

    • 长事务持有锁时间过长
    • 缺乏合适的索引，导致锁范围过大
    • 事务设计不合理，持有锁的时间过长

死锁 ​

  1. 定义：当两个或多个事务互相持有对方需要的资源锁，并且都在等待对方释放锁时，就会发生死锁。SQL Server会自动检测死锁，并终止其中一个事务，以解除死锁。

  2. 特点：

    • 是一种异常的并发现象
    • 会导致其中一个事务失败，出现1205错误
    • 需要SQL Server自动检测和干预
    • 可以通过死锁图分析

  3. 常见原因：

    • 事务之间访问资源的顺序不一致
    • 缺乏合适的索引，导致锁范围过大
    • 长事务持有锁时间过长
    • 并发度太高

阻塞的识别与处理 ​

阻塞的识别 ​

  1. 使用动态管理视图：
sql
-- 查看当前阻塞情况
SELECT 
    tl.request_session_id AS BlockingSessionID,
    wt.blocking_session_id AS WaitingSessionID,
    DB_NAME(tl.resource_database_id) AS DatabaseName,
    OBJECT_NAME(p.object_id) AS TableName,
    tl.resource_type AS ResourceType,
    tl.request_mode AS RequestMode,
    wt.wait_duration_ms AS WaitDurationMs,
    wt.wait_type AS WaitType,
    st.text AS BlockingQuery,
    s.text AS WaitingQuery
FROM sys.dm_tran_locks tl
INNER JOIN sys.dm_os_waiting_tasks wt ON tl.lock_owner_address = wt.resource_address
INNER JOIN sys.partitions p ON tl.resource_associated_entity_id = p.hobt_id
CROSS APPLY sys.dm_exec_sql_text(tl.request_sql_handle) st
CROSS APPLY sys.dm_exec_sql_text(wt.exec_context_id) s;

  1. 使用SQL Server Profiler：

    • 跟踪"Blocked Process Report"事件
    • 设置阻塞阈值（默认为5秒）

  2. 使用Extended Events：

    • 创建事件会话，捕获"blocked_process_report"事件
    • 设置阻塞阈值

阻塞的处理策略 ​

  1. 终止阻塞会话：
sql
-- 终止阻塞会话
KILL <BlockingSessionID>;

  1. 优化查询：

    • 添加缺失的索引，减少锁范围
    • 优化查询语句，减少执行时间
    • 使用NOLOCK提示（谨慎使用，可能导致脏读）

  2. 调整事务隔离级别：

    • 使用较低的隔离级别，如READ COMMITTED SNAPSHOT
    • 减少锁的持有时间和范围

  3. 优化事务设计：

    • 缩短事务长度，减少锁持有时间
    • 合理安排事务中语句的顺序
    • 避免在事务中进行用户交互

  4. 使用资源调控器：

    • 限制某些查询的资源使用
    • 避免个别查询占用过多资源

死锁的识别与处理 ​

死锁的识别 ​

  1. 查看错误日志：

    • 死锁发生时，SQL Server会将死锁信息写入错误日志
    • 可以通过SQL Server Management Studio查看错误日志

  2. 使用SQL Server Profiler：

    • 跟踪"Deadlock Graph"事件
    • 可以直观地看到死锁的参与者和资源

  3. 使用Extended Events：

    • 创建事件会话，捕获"deadlock_graph"事件
    • 可以获得详细的死锁信息

  4. 使用系统健康会话：

    • SQL Server默认启用系统健康会话，会捕获死锁信息
    • 可以查询sys.dm_xe_session_targets获取死锁信息

死锁的处理策略 ​

  1. 分析死锁图：

    • 查看死锁参与者、资源和等待关系
    • 确定死锁的根本原因

  2. 调整访问顺序：

    • 确保所有事务按照相同的顺序访问资源
    • 减少循环等待的可能性

  3. 添加缺失的索引：

    • 减少锁范围，避免锁定不必要的资源
    • 提高查询性能，减少锁持有时间

  4. 缩短事务长度：

    • 减少锁持有时间
    • 降低死锁发生的概率

  5. 使用快照隔离级别：

    • READ COMMITTED SNAPSHOT或SNAPSHOT隔离级别
    • 减少锁的竞争，避免死锁

  6. 使用锁提示：

    • 如UPDLOCK、HOLDLOCK等
    • 谨慎使用，可能导致其他问题

  7. 使用应用程序重试逻辑：

    • 捕获1205错误，自动重试事务
    • 提高应用程序的容错能力

死锁与阻塞的预防措施 ​

索引优化 ​

  1. 添加合适的索引：

    • 避免全表扫描，减少锁范围
    • 提高查询性能，减少锁持有时间

  2. 定期维护索引：

    • 重建或重组碎片化索引
    • 更新统计信息，确保查询优化器选择最佳执行计划

事务优化 ​

  1. 缩短事务长度：

    • 只在必要时才开始事务
    • 尽快提交或回滚事务
    • 避免在事务中进行用户交互

  2. 合理安排事务顺序：

    • 所有事务按照相同的顺序访问资源
    • 先访问较少竞争的资源，再访问较多竞争的资源

  3. 使用较低的隔离级别：

    • READ COMMITTED SNAPSHOT或SNAPSHOT隔离级别
    • 减少锁的竞争

查询优化 ​

  1. 优化查询语句：

    • 避免使用SELECT *，只查询必要的列
    • 避免复杂的子查询和JOIN
    • 合理使用临时表和表变量

  2. 使用参数化查询：

    • 提高查询计划重用率
    • 减少编译开销

  3. 限制返回的数据量：

    • 使用TOP或LIMIT子句
    • 只返回必要的数据

系统配置优化 ​

  1. 调整锁超时设置：
sql
-- 设置锁超时时间为30秒
SET LOCK_TIMEOUT 30000;
  1. 启用READ_COMMITTED_SNAPSHOT：
sql
-- 启用READ_COMMITTED_SNAPSHOT
ALTER DATABASE <数据库名> SET READ_COMMITTED_SNAPSHOT ON;

  1. 调整最大并行度：

    • 避免过多的并行查询导致资源竞争
    • 根据系统配置和工作负载调整

  2. 优化TempDB配置：

    • 为每个CPU核心创建一个TempDB数据文件
    • 设置合适的初始大小和自动增长设置

监控与告警 ​

  1. 设置阻塞监控：

    • 监控阻塞会话数和阻塞时间
    • 当阻塞时间超过阈值时发送告警

  2. 设置死锁监控：

    • 监控死锁发生频率
    • 当死锁发生时发送告警，并记录详细信息

  3. 定期分析：

    • 定期分析阻塞和死锁日志
    • 识别常见模式和根本原因
    • 采取相应的优化措施

版本差异 ​

版本差异
SQL Server 2012引入Always On可用性组，增强了高可用性
SQL Server 2014改进了内存管理，减少了内存压力导致的锁问题
SQL Server 2016引入Query Store，便于分析查询性能变化
SQL Server 2017支持Linux平台，死锁与阻塞的处理方式类似
SQL Server 2019增强了intelligent query processing，自动优化查询
SQL Server 2022改进了死锁检测算法，提高了检测效率

常见问题(FAQ) ​

Q: 如何区分阻塞和死锁？ ​

A: 阻塞是一个事务等待另一个事务释放锁，通常是暂时的，不会导致事务失败。死锁是两个或多个事务互相等待对方释放锁，会导致其中一个事务失败，出现1205错误。

Q: 如何查看当前的阻塞情况？ ​

A: 可以使用动态管理视图sys.dm_tran_locks、sys.dm_os_waiting_tasks和sys.dm_exec_requests查询当前的阻塞情况。

Q: 如何查看历史死锁信息？ ​

A: 可以通过查看SQL Server错误日志、使用SQL Server Profiler或Extended Events捕获死锁事件，以及查询系统健康会话获取历史死锁信息。

Q: 如何防止死锁发生？ ​

A: 可以采取以下措施防止死锁发生：

  1. 确保所有事务按照相同的顺序访问资源
  2. 添加合适的索引，减少锁范围
  3. 缩短事务长度，减少锁持有时间
  4. 使用较低的隔离级别，如READ COMMITTED SNAPSHOT
  5. 优化查询语句，提高查询性能

Q: 死锁发生时，SQL Server会如何处理？ ​

A: SQL Server会自动检测死锁，并选择一个"牺牲品"事务，终止它，以解除死锁。被终止的事务会收到1205错误，需要应用程序处理。

Q: 如何处理被阻塞的查询？ ​

A: 可以采取以下措施处理被阻塞的查询：

  1. 终止阻塞会话
  2. 优化查询语句，减少锁持有时间
  3. 添加缺失的索引，减少锁范围
  4. 调整事务隔离级别
  5. 优化事务设计，缩短事务长度

结论 ​

死锁与阻塞是SQL Server中常见的并发问题，它们会影响系统的性能和可用性。DBA需要了解死锁与阻塞的区别，掌握识别和处理它们的方法。通过优化索引、查询和事务设计，调整系统配置，以及建立完善的监控和告警机制，可以减少死锁与阻塞的发生，提高系统的性能和可用性。

在处理死锁与阻塞时，DBA需要分析根本原因，采取针对性的措施，而不是简单地终止会话。同时，需要与开发人员密切合作，优化应用程序逻辑，共同提高系统的并发处理能力。只有通过持续的监控、优化和改进，才能确保SQL Server数据库在高并发情况下依然能够稳定运行。