外观
SQLite 并发控制与锁定机制
本文档详细介绍 SQLite 的锁类型、事务隔离级别和并发控制策略，帮助您理解和优化 SQLite 数据库的并发访问。
版本差异
不同版本的并发控制特性
| SQLite 版本 | 并发控制特性 | 说明 |
|---|---|---|
| 3.44.x | 增强的 WAL 性能 | 改进了 WAL 模式下的并发写入性能 |
| 3.35.x | 优化的锁机制 | 减少了锁争用，提高了并发性能 |
| 3.25.x | 增量检查点 | 支持增量检查点，减少 WAL 模式下的写入延迟 |
| 3.7.0 | WAL 模式引入 | 引入了 WAL（Write-Ahead Logging）模式，显著提高了并发性能 |
| 3.5.0 | 改进的事务管理 | 优化了事务处理，减少了锁定时间 |
版本兼容性考虑
- 对于需要高并发的应用，建议使用 3.7.0 及以上版本，并启用 WAL 模式
- 对于特别高并发的场景，建议使用 3.35.x 及以上版本
- 旧版本 SQLite（3.6.x 及以下）不支持 WAL 模式，并发性能较差
锁类型
SQLite 使用五种锁级别来控制并发访问：
| 锁级别 | 描述 | 允许的操作 |
|---|---|---|
| UNLOCKED | 无锁状态 | 无 |
| SHARED | 共享锁，用于读取数据 | 多个连接可以同时获取共享锁，允许读取但不允许写入 |
| RESERVED | 保留锁，准备写入数据 | 只有一个连接可以获取保留锁，允许其他连接继续读取 |
| PENDING | 挂起锁，等待其他共享锁释放 | 阻止新的共享锁获取，允许现有共享锁完成 |
| EXCLUSIVE | 独占锁，完全控制数据库 | 只有一个连接可以获取独占锁，阻止所有其他操作 |
锁升级过程
当事务需要更高的锁级别时，SQLite 会自动升级锁级别：
- 读取操作：从 UNLOCKED 升级到 SHARED
- 写入操作：从 SHARED 升级到 RESERVED，再到 PENDING，最后到 EXCLUSIVE
事务隔离级别
SQLite 支持四种事务隔离级别：
| 隔离级别 | 描述 | 实现方式 |
|---|---|---|
| READ UNCOMMITTED | 允许读取未提交的数据（脏读） | 实际上与 READ COMMITTED 相同，SQLite 不支持脏读 |
| READ COMMITTED | 只能读取已提交的数据 | 每次读取操作获取新的快照 |
| REPEATABLE READ | 确保同一事务中多次读取同一数据得到相同结果 | 事务开始时获取快照，整个事务使用同一快照 |
| SERIALIZABLE | 完全隔离并发事务，避免所有并发问题 | 事务开始时获取快照，整个事务使用同一快照，额外的检查确保串行化 |
设置事务隔离级别
sql
-- 设置事务隔离级别
PRAGMA read_uncommitted = 0; -- 禁用 READ UNCOMMITTED
PRAGMA read_uncommitted = 1; -- 启用 READ UNCOMMITTED
-- 查看事务隔离级别
PRAGMA read_uncommitted;并发控制策略
使用 WAL 模式
WAL（Write-Ahead Logging）模式允许读事务和写事务同时进行，提高并发性能。
sql
-- 启用 WAL 模式
PRAGMA journal_mode = WAL;
-- 查看当前日志模式
PRAGMA journal_mode;优化事务设计
- 保持事务短小，减少锁定时间
- 避免长时间运行的事务
- 及时提交或回滚事务
sql
-- 好的事务设计
BEGIN TRANSACTION;
UPDATE users SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE users SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;
COMMIT;
-- 不好的事务设计
BEGIN TRANSACTION;
-- 执行耗时操作
UPDATE users SET last_login = CURRENT_TIMESTAMP;
-- 等待用户输入
COMMIT;优化锁定策略
- 避免在事务中执行非数据库操作
- 合理设置
busy_timeout参数 - 考虑使用
PRAGMA busy_timeout处理锁定冲突
sql
-- 设置锁定超时时间
PRAGMA busy_timeout = 5000; -- 5秒
-- 查看锁定超时设置
PRAGMA busy_timeout;优化查询
- 避免长时间运行的查询
- 优化慢查询，减少锁定时间
- 考虑使用异步查询
使用连接池
- 使用连接池管理数据库连接
- 限制同时打开的连接数量
- 及时回收空闲连接
并发问题及解决方案
死锁
死锁原因
- 两个或多个事务互相等待对方释放锁
- 事务执行顺序不一致
解决方案
- 保持事务短小
- 统一事务执行顺序
- 设置合理的
busy_timeout - 避免嵌套事务
锁争用
锁争用原因
- 高并发写入
- 长时间运行的事务
- 不合理的锁设计
解决方案
- 启用 WAL 模式
- 优化事务设计
- 分区表设计
- 考虑使用队列处理写入操作
写入性能下降
原因
- 频繁的写入操作
- 锁争用严重
- 检查点操作频繁
解决方案
- 调整 WAL 自动检查点频率
- 批量处理写入操作
- 考虑使用异步写入
监控与调试
监控锁状态
sql
-- 查看锁状态
PRAGMA lock_status;
-- 查看连接数量
PRAGMA busy_timeout;调试锁定问题
- 使用
PRAGMA busy_timeout设置合理的超时时间 - 启用锁定日志
- 分析锁争用情况
最佳实践
根据业务需求选择隔离级别
- 对于大多数应用，READ COMMITTED 或 REPEATABLE READ 足够
- 对于严格的一致性要求，使用 SERIALIZABLE
优先使用 WAL 模式
- WAL 模式提供更好的并发性能
- 适合读写并发的应用
优化事务设计
- 保持事务短小
- 避免在事务中执行非数据库操作
- 及时提交或回滚事务
监控并发性能
- 监控锁争用情况
- 分析慢查询
- 调整并发控制参数
常见问题（FAQ）
Q: SQLite 支持高并发吗？
A: SQLite 支持一定程度的并发，尤其是在 WAL 模式下。对于高并发写入场景，建议考虑使用客户端-服务器型数据库。
Q: WAL 模式有什么优势？
A: WAL 模式允许读事务和写事务同时进行，提高并发性能；写操作更高效；崩溃恢复更快。
Q: 如何避免死锁？
A: 保持事务短小，统一事务执行顺序，设置合理的 busy_timeout，避免嵌套事务。
Q: 如何优化并发写入性能？
A: 启用 WAL 模式，优化事务设计，批量处理写入操作，调整 WAL 自动检查点频率。