sql server block如何查詢並kill


本帖提供兩種做法,可避免在 SQL Server 事務鎖定時產生的不正常或長時間阻塞,讓用戶和程序也無限期等待,甚至引起 connection pooling 連接數超過容量。

所謂的「阻塞」,是指當一個數據庫會話中的事務,正在鎖定其他會話事務想要讀取或修改的資源,造成這些會話發出的請求進入等待的狀態。SQL Server 默認會讓被阻塞的請求無限期地一直等待,直到原來的事務釋放相關的鎖,或直到它超時 (根據 SET LOCK_TIMEOUT,本文后續會提到)、服務器關閉、進程被殺死。一般的系統中,偶爾有短時間的阻塞是正常且合理的;但若設計不良的程序,就可能導致長時間的阻塞,這樣就不必要地鎖定了資源,而且阻塞了其他會話欲讀取或更新的需求。遇到這種情況,可能就需要手工排除阻塞的狀態,而本文接下來要介紹兩種排除阻塞的做法。

 

日前公司 server-side 有組件,疑似因撰寫時 exception-handling 做得不周全,導致罕見的特殊例外發生時,讓 SQL Server 的事務未執行到 cmmmit 或 rollback,造成某些表或記錄被「鎖定 (lock)」。后來又有大量的 request,要透過代碼訪問這些被鎖定的記錄,結果造成了嚴重的長時間「阻塞」,最后有大量 process (進程) 在 SQL Server 呈現「等待中 (WAIT)」的狀態。

由於 SQL Server 的「事務隔離級別」默認是 READ COMMITTED (事務期間別人無法讀取),加上 SQL Server 的鎖定造成阻塞時,默認是別的進程必須無限期等待 (LOCK_TIMEOUT = -1)。結果這些大量的客戶端 request 無限期等待永遠不會提交或回滾的事務,並一直占用着 connection pool 中的資源,最后造成 connection pooling 連接數目超載。


查了一些書,若我們要查詢 SQL Server 目前會話中的 lock 超時時間,可用以下的命令:

SELECT @@LOCK_TIMEOUT


執行結果默認為 -1,意即欲訪問的對象或記錄被鎖定時,會無限期等待。若欲更改當前會話的此值,可用下列命令:

SET LOCK_TIMEOUT 3000

后面的 3000,其單位為毫秒,亦即會先等待被鎖定的對象 3 秒鍾。若事務仍未釋放鎖,則會拋回如下代號為 1222 的錯誤信息,可供程序員編程時做相關的逾時處理:

消息 1222,級別 16,狀態 51,第 3 行
已超過了鎖請求超時時段。


若將 LOCK_TIMEOUT 設置為 0,亦即當欲訪問對象被鎖定時,完全不等待就拋回代號 1222 的錯誤信息。此外,此一 SET LOCK_TIMEOUT 命令,影響范例只限當前會話 (進程),而非對某個表做永久的設置。

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接下來我們在 SSMS 中,開兩個會話 (查詢窗口) 做測試,會話 A 創建會造成阻塞的事務進程,會話 B 去訪問被鎖定的記錄。

 

--會話 A
BEGIN TRAN;
UPDATE Orders SET EmployeeID=7 WHERE OrderID=10248
--rollback; --故意不提交或回滾

 

 

--會話 B
SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10248

 

 分別執行后,因為欲訪問的記錄是同一條,按照 SQL Server 「事務隔離級別」和「鎖」的默認值,會話 B 將無法讀取該條數據,而且會永遠一直等下去 (若在現實項目里寫出這種代碼,就准備被客戶和老板臭罵)。

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若將會話 B 先加上 SET LOCK_TIMEOUT 3000 的設置,如下,則會話 B 會先等待 3 秒鍾,才拋出代號 1222 的「鎖請求已超時」錯誤信息:

 

--會話 B
SET LOCK_TIMEOUT 3000
SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10248
--SET LOCK_TIMEOUT -1

 

 執行結果:

消息 1222,級別 16,狀態 51,第 3 行
已超過了鎖請求超時時段。
語句已終止。

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另根據我之前寫的文章「30 分鍾快快樂樂學 SQL Performance Tuning」所述:
http://www.cnblogs.com/WizardWu/archive/2008/10/27/1320055.html

撰寫不當的 SQL 語句,會讓數據庫的索引無法使用,造成全表掃描或全聚集索引掃描。例如不當的:NOT、OR 算符使用,或是直接用 + 號做來串接兩個字段當作 WHERE 條件,都可能造成索引失效,變成全表掃描,除了性能變差之外,此時若這句不良的 SQL 語句,是本帖前述會話 B 的語句,由於會造成全表掃描或聚集索引掃描,因此就一定會被會話 A 的事務阻塞 (因為掃描全表時,一定也會讀到 OrderID=10248 這一條會話 A 正在鎖定的記錄)。


下方的 SQL 語句,由於 OrderID 字段有設索引,因此下圖 1 的「執行計划」,會以算法中的「二分查找法」在索引中快速查找 OrderID=10250 的記錄。

SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10250

SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10250 AND ShipCountry='Brazil'



圖 1 有正確使用到索引的 SQL 語句,以垂直的方向使用索引。用 AND 算符時,只要有任一個字段有加上索引,就能受惠於索引的好處,並避免全表掃描


此時若我們將這句 SQL 語句,當作前述會話 B 的語句,由於它和會話 A 所 UPDATE 的 OrderID=10248 不是同一條記錄,因此不會受會話 A 事務未回滾的影響,會話 B 能正常執行 SELECT 語句。


但若我們將會話 B 的 SQL 語句,改用如下的 OR 算符,由於 ShipCountry 字段沒有加上索引,此時會造成聚集索引掃描 (和全表掃描一樣,會對整個表做逐條記錄的 scan)。如此一來,除了性能低落以外,還會因為在逐條掃描時,讀到會話 A 中鎖定的 OrderID=10248 那一條記錄,造成阻塞,讓會話 B 永遠呈現「等待中」的狀態。

SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10250 OR ShipCountry='Brazil'



圖 2 未正確使用索引的 SQL 語句,以水平的方向使用索引。用 OR 算符時,必須「所有」用到的字段都有加上索引,才能有效使用索引、避免全表掃描

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發生阻塞時,透過以下命令,可看出是哪個進程 session id,阻塞了哪幾個進程 session id,且期間經過了多少「毫秒 (ms)」。如下圖 3 里 session id = 53 阻塞了 session id = 52 的進程。另透過 SQL Server Profiler 工具,也能看到相同的內容。

SELECT blocking_session_id, wait_duration_ms, session_id FROM sys.dm_os_waiting_tasks



圖 3 本帖前述會話 A 的 UPDATE 語句 (53),阻塞了會話 B 的 SELECT 語句 (52)


透過以下兩個命令,我們還能看到整個數據庫的鎖定和阻塞詳細信息:

SELECT * FROM sys.dm_tran_locks

EXEC sp_lock



圖 4 session id = 52 的 process 因阻塞而一直處於等待中 (WAIT)


另透過 KILL 命令,可直接殺掉造成阻塞的 process,如下:

KILL 53

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欲解決無限期等待的問題,除了前述的 SET LOCK_TIMEOUT 命令外,還有更省事的做法,如下,在會話 B 的 SQL 語句中,在表名稱后面加上 WITH (NOLOCK) 關鍵字,表示要求  SQL Server,不必去考慮這個表的鎖定狀態為何,因此也可減少「死鎖 (dead lock)」發生的機率。但 WITH (NOLOCK) 不適用 INSERT、UPDATE、DELETE。

SELECT * FROM Orders WITH (NOLOCK) WHERE OrderID=10248


類似的功能,也可如下,在 SQL 語句前,先設置「事務隔離級別」為可「臟讀 (dirty read)」。

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED
SELECT * FROM Orders WHERE OrderID=10248


兩種做法的效果類似,讓會話 B 即使讀到被鎖阻塞的記錄,也永遠不必等待,但可能讀到別人未提交的數據。雖然說這種做法讓會話 B 不用請求共享鎖,亦即永遠不會和其他事務發生沖突,但應考慮項目開發實際的需求,若會話 B 要查詢的是原物料的庫存量,或銀行系統的關鍵數據,就不適合用這種做法,而應改用第一種做法的 SET LOCK_TIMEOUT 命令,明確讓數據庫拋回等候逾時的錯誤代號 1222,再自己寫代碼做處理。


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歸根究柢,我們在編程時,就應該避免寫出會造成長時間阻塞的 SQL 語句,亦即應最小化鎖定爭用的可能性,以下為一些建議:

  • 盡可能讓事務輕薄短小、讓鎖定的時間盡量短,例如把不必要的命令移出事務外,或把一個大量更新的事務,切成多個更新較少的事務,以改善並發性。
  • 將組成事務的 SQL 語句,擺到一個「批 (batch) 處理」,以避免不必要的延遲。這些延遲常由 BEGIN TRAN ... COMMIT TRAN 命令之間的網絡 I/O 所引起。
  • 考慮將事務的 SQL 語句寫在一個存儲過程內。一般來說,存儲過程的執行速度會比批處理的 SQL 語句快,且存儲過程可降低網絡的流量和 I/O,讓事務可更快完成。
  • 盡可能頻繁地認可 Cursor 中的更新,因為 Cursor 的處理速度較慢,會讓鎖定的時間較長。
  • 若無必要,使用較寬松的事務隔離級別,如前述的 WITH (NOLOCK) 和 READ UNCOMMITTED。而非為了項目開發方便,全部使用默認的 READ COMMITTED 級別。
  • 避免在事務執行期間,還要等待用戶的反饋或交互,這樣可能會造成無限期的持有鎖定,如同本帖一開始提到的狀況,最后造成大量的阻塞和數據庫 connection 被占用。
  • 避免事務 BEGIN TRAN 后查詢的數據,可能在事務開始之前先被引用。
  • 避免在查詢時 JOIN 過多的表 (此指非必要的 JOIN),否則除了性能較差外,也很容易讀到正被鎖定或阻塞中的表和字段。
  • 應注意在一個沒有索引的表上,過量的「行鎖」,或一些鎖定使用了過多的內存和系統資源時,SQL Server 為了有效地管理這些鎖定,會嘗試將鎖定擴展為整個表的「表鎖」,此時會很容易造成其他 process 在訪問時的阻塞和等待。

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 本帖尚未提到死鎖和其他更進階的議題,等下次有空再繼續泡茶聊天。


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