1.2.3　SQL Server的并发

关系型数据库为了保证数据一致性和并发性的协调，通过事务隔离级别来实现具体控制。最早的事务机制就是由James Gray博士提出并落地的，他的著作Transaction Processing: Concepts and Techniques正是描述了事务的控制，他于1998年获得图灵奖。他也是SQL Server 7.0的奠基人。众所周知，SQL Server的原始版本是与Sybase公司合作开发的，而真正奠定现在SQL Server内核基础的版本，就是James Gray领导开发的7.0版本，从8.0版本开始改用发行年命名规则，比如后续的版本为SQL Server 2000、SQL Server 2005等。

关于事务的ACID四属性，有数据库基础的读者肯定都已经知道了。1.1节介绍MySQL时也提到过，此处不再赘述。

这里我们重点说一下Lock和Latch的主要区别。

Lock是逻辑概念，比如表锁、行锁、X锁、S锁、IX锁、IS锁。

Latch是物理概念，它是实际存在的内存地址，用于处理页的隔离操作。

Mutex比Latch更轻（字节少），Mutex时常会使用自旋锁。

在SQL Server中很少会使用自旋锁，因为自旋会导致产生CPU开销。SQL Server只有在很短的时间内，为了锁住某个对象名称，才会使用自旋锁；而其他开源数据库在这一点上缺乏规避的能力，比如MySQL经常会遇到大量自旋导致CPU跑高的情况，这与其本身并发调度方式设计有很大的关系。

关于SQL Server的并发，有两个常见误区。

误区一：SQL Server的写阻塞读。

下面是Oracle培训班里的一个经典案例，为了展示Oracle的多版本读特性。

Session #1 执行一条update id=1 语句（Oracle默认隐式事务）。

Session #2 执行一条select id=1 语句，因为读取了回滚段的最后提交版本数据，可以返回结果，所以Oracle写不阻塞读。

同样的方法，在SQL Server的测试中，我们看到Session #2会被阻塞。

Session #1 需要手动启动显式事务。

Session #2 查询id=2的行，会被阻塞。

这种读被写阻塞的锁，我们称之为“悲观锁”，如图1-24所示。不被阻塞的锁，我们称之为“乐观锁”。

通过查询锁可以看到，确实是Session #1持有了id=2的X行锁，Session #2拿不到S锁，如图1-25所示。

这里的行锁是符合X锁和S锁不兼容的隔离级别要求的，所以和Oracle最大的区别在于，SQL Server默认没有使用回滚段。为什么SQL Server默认不使用回滚段呢？这时就要考虑SQL Server是否有“回滚段”了。请参考图1-26。

SQL Server没有单独的Undo空间，而是把Undo的信息放在了日志文件里。在SQL Server的白皮书里，官方介绍过SQL Server的日志和恢复（Logging & Recovery）三个阶段：Analysis、Redo、Undo。

所以，如果想要像Oracle一样维护数据行的多版本，也需要一个专门的空间来支持。在SQL Server中，这个空间就是tempdb，当启用了Read-Committed Snapshot时，这个快照（Snapshot）就会在tempdb中维护多版本的数据，实现写不阻塞读。

误区二：SQL Server的并发不行。

我们时常能够听到关于SQL Server的并发不行的传言。经过和一些工程师的交流了解到，他们所抨击的正是SQL Server锁的实现方式。

在Oracle中，事务锁是存储在文件头部的；在MySQL中，事务锁是存储在THD的结构体里的；在PGSQL中，事务锁是存储在Tuple内的。这几种方式有一个天然的好处，就是锁的内存开销非常小。

而SQL Server的锁被维护在内存系统表中，每一个lock对象虽然是逻辑的，但物理内存成本是比较高的。为了应对突发性的对大量行锁的请求（row lock count>5000），SQL Server会直接进行锁升级（Lock Escalation），以实现节省内存+大批优先。当然，锁升级可能会导致同一时刻其他Session的请求被阻塞。

举例来说：SPID 100进程，需要更新10 000行数据，在正常情况下应该申请10 000个行锁。因为锁升级，现在变成了1个表锁。

同一时刻，SPID 101进程，需要更新1行数据，和SPID 100进程有重复，原本会因为行锁被阻塞，而此时会因为表锁被阻塞。

SPID 102进程，需要更新1行数据，和SPID 100进程无重复，原本不会被阻塞，而此时会被阻塞。

从本质上说，如果表没有大量并发，锁升级并不会太影响并发度。而真正的热点表，也不应该有大量行锁；否则，类似于SPID 101进程的情况，也会因为SPID 100进程执行慢而导致等待的会话累积变多。

那么，SQL Server把锁放在内存中有没有好处呢？

当然是有好处的，最大的好处就是SQL Server的锁跟踪非常方便，可以通过sp_lock、sys.dm_tran_locks等系统视图进行实时查询。

而类似于MySQL的锁跟踪会比较麻烦，尤其是MDL，需要打开Performance Schema专门的跟踪器（Counter）才可以跟踪到。

关于锁升级的一些跟踪标记（Trace Flag），请查看微软官方手册。如果系统对并发性能很敏感，则可以弱化锁升级的行为。