备注
我们知道事务的重要性,我们同样知道系统会出现并发,而且,一直在准求高并发,但是多数新手(包括我自己)经常忽略并发问题(更新丢失、脏读、不可重复读、幻读),如何应对并发问题呢?和线程并发控制一样,我们采用锁(乐观锁和悲观锁),大多数场景我们不需要直接管理锁,而是使用有更高语义的事务隔离级别来控制并发问题。
关于事务、事务隔离级别如何应对并发问题的文章我之前有过介绍,可以参考如下文章:。
本文重点说一下:事务隔离级别如何影响锁?
事务隔离级别如何影响锁?
这里大家只需知道两种锁:共享锁和排它锁,如果拿多线程相关的锁来类比的话,共享锁和排它锁共同构成了:ReadWriteLockSlim,共享锁是读取锁,排它锁是修改锁。一个资源只能拥有一个排他锁,但是可以拥有多个共享锁,而且共享锁和排它锁是互斥的,即:一个资源同时只能拥有一种锁。
事务隔离级别不会影响排它锁,修改资源的 SQL 会给资源加排它锁,直到事务提交排它锁才会释放,如果此时有其它事务尝试读取修改的资源,读取会被挂起,因为排它锁是互斥的(使用了读未提交隔离级别的事务除外)。事务隔离级别会影响共享锁,如:是否需要共享锁?拥有共享锁多长时间?锁定多大粒度的资源?下面我们看几个具体的例子。
更新丢失(最后一个覆盖前面的修改)
代码
1 private static void Test8() 2 { 3 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING)) 4 { 5 con.Open(); 6 var cmd = new SqlCommand("delete from Users", con); 7 cmd.ExecuteNonQuery(); 8 9 cmd = new SqlCommand("insert into Users values (N'段光伟1')", con);10 cmd.ExecuteNonQuery();11 }12 13 for (var i = 0; i < 5; i++)14 {15 Task.Factory.StartNew((state) =>16 {17 using (var ts = new TransactionScope(TransactionScopeOption.RequiresNew, new TransactionOptions { IsolationLevel = System.Transactions.IsolationLevel.ReadCommitted }))18 {19 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING))20 {21 con.Open();22 23 var index = (int)state + 1;24 var padding = new String(' ', (index - 1) * 3);25 26 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始读取", padding, index));27 var cmd = new SqlCommand("select top 1 * from Users", con);28 cmd.ExecuteReader().Close();29 30 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始休眠", padding, index));31 System.Threading.Thread.Sleep(1000 * ((int)state + 1));32 33 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始修改", padding, index));34 cmd = new SqlCommand("update Users set Name = N'段光宇" + state + "'", con);35 cmd.ExecuteNonQuery();36 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:完成修改", padding, index));37 }38 39 ts.Complete();40 }41 }, i).ContinueWith((t) =>42 {43 Console.WriteLine(t.Exception.InnerException.Message);44 }, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);45 }46 47 Console.ReadLine();48 }
输出
说明
此时会出现这种问题是因为:事务中的读取虽然会使用共享锁,但是共享锁在读取完成之后立即释放,不会等到事务提交后才释放,我们可以使用 SQL(注意看下面的 select 语句的变化) 延长共享锁的持有时间,如下:
代码
1 private static void Test9() 2 { 3 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING)) 4 { 5 con.Open(); 6 var cmd = new SqlCommand("delete from Users", con); 7 cmd.ExecuteNonQuery(); 8 9 cmd = new SqlCommand("insert into Users values (N'段光伟1')", con);10 cmd.ExecuteNonQuery();11 }12 13 for (var i = 0; i < 5; i++)14 {15 Task.Factory.StartNew((state) =>16 {17 using (var ts = new TransactionScope(TransactionScopeOption.RequiresNew, new TransactionOptions { IsolationLevel = System.Transactions.IsolationLevel.ReadCommitted }))18 {19 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING))20 {21 con.Open();22 23 var index = (int)state + 1;24 var padding = new String(' ', (index - 1) * 3);25 26 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始读取", padding, index));27 var cmd = new SqlCommand("select top 1 * from Users(holdlock)", con);28 cmd.ExecuteReader().Close();29 30 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始休眠", padding, index));31 System.Threading.Thread.Sleep(1000 * ((int)state + 1));32 33 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始修改", padding, index));34 cmd = new SqlCommand("update Users set Name = N'段光宇" + state + "'", con);35 cmd.ExecuteNonQuery();36 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:完成修改", padding, index));37 }38 39 ts.Complete();40 }41 }, i).ContinueWith((t) =>42 {43 Console.WriteLine(t.Exception.InnerException.Message);44 }, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);45 }46 47 Console.ReadLine();48 }
输出
说明
我们为 select 语句采用了 (holdlock) 后缀,这回导致共享锁直到事务提交才会释放,好无疑问,这回导致死锁,系统会选择一个胜利者,其它的都作为牺牲品。
使用可重复读隔离级别延长共享锁的持有时间
上面我们手工采用 SQL 来延长了共享锁的持有时间,这里演示另外一种方式。
代码
1 private static void Test10() 2 { 3 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING)) 4 { 5 con.Open(); 6 var cmd = new SqlCommand("delete from Users", con); 7 cmd.ExecuteNonQuery(); 8 9 cmd = new SqlCommand("insert into Users values (N'段光伟1')", con);10 cmd.ExecuteNonQuery();11 }12 13 for (var i = 0; i < 5; i++)14 {15 Task.Factory.StartNew((state) =>16 {17 using (var ts = new TransactionScope(TransactionScopeOption.RequiresNew, new TransactionOptions { IsolationLevel = System.Transactions.IsolationLevel.RepeatableRead }))18 {19 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING))20 {21 con.Open();22 23 var index = (int)state + 1;24 var padding = new String(' ', (index - 1) * 3);25 26 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始读取", padding, index));27 var cmd = new SqlCommand("select top 1 * from Users", con);28 cmd.ExecuteReader().Close();29 30 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始休眠", padding, index));31 System.Threading.Thread.Sleep(1000 * ((int)state + 1));32 33 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始修改", padding, index));34 cmd = new SqlCommand("update Users set Name = N'段光宇" + state + "'", con);35 cmd.ExecuteNonQuery();36 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:完成修改", padding, index));37 }38 39 ts.Complete();40 }41 }, i).ContinueWith((t) =>42 {43 Console.WriteLine(t.Exception.InnerException.Message);44 }, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);45 }46 47 Console.ReadLine();48 }
输出
说明
使用事务隔离级别来控制共享锁的持有时间,会影响整个事务内的所有读取。
一种避免死锁的方式
上面大家看到了死锁的发生,我们可以采用乐观锁 + 重试来避免这种情况,当然也可以采用另外一种数据库锁:更新锁(注意 select 语句的变化)。
代码
1 private static void Test11() 2 { 3 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING)) 4 { 5 con.Open(); 6 var cmd = new SqlCommand("delete from Users", con); 7 cmd.ExecuteNonQuery(); 8 9 cmd = new SqlCommand("insert into Users values (N'段光伟1')", con);10 cmd.ExecuteNonQuery();11 }12 13 for (var i = 0; i < 5; i++)14 {15 Task.Factory.StartNew((state) =>16 {17 using (var ts = new TransactionScope(TransactionScopeOption.RequiresNew, new TransactionOptions { IsolationLevel = System.Transactions.IsolationLevel.ReadCommitted }))18 {19 using (var con = new SqlConnection(CONNECTION_STRING))20 {21 con.Open();22 23 var index = (int)state + 1;24 var padding = new String(' ', (index - 1) * 3);25 26 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始读取", padding, index));27 var cmd = new SqlCommand("select top 1 * from Users(updlock)", con);28 cmd.ExecuteReader().Close();29 30 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始休眠", padding, index));31 System.Threading.Thread.Sleep(1000 * ((int)state + 1));32 33 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:开始修改", padding, index));34 cmd = new SqlCommand("update Users set Name = N'段光宇" + state + "'", con);35 cmd.ExecuteNonQuery();36 Console.WriteLine(string.Format("{0}第{1}次:完成修改", padding, index));37 }38 39 ts.Complete();40 }41 }, i).ContinueWith((t) =>42 {43 Console.WriteLine(t.Exception.InnerException.Message);44 }, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);45 }46 47 Console.ReadLine();48 }
输出
说明
修改锁会阻塞其它更新锁的获取,因此所有任务都串行化了。
备注
最后补充一点,如果采用可串行化隔离级别,共享锁不只会延长锁定时间,锁对应的资源的粒度也会变大(锁表)。
从此不再迷茫,感觉入门了。