關係型資料庫的完整性 鎖 約束 鍵 索引

2022-01-14 10:28:13 字數 2527 閱讀 2380

rdbms能在事務中維護資料的完整性,這是通過資料庫物件實現的多種機制來實現的,下面列出的是4個最重要的物件:

在sql server中,鎖可以使多個使用者同時訪問,同一資料,並且保證在讀取資料時,資料不會被修改。同時,鎖也用來確保乙個程序在修改資料時,不和其他進行資料修改操作或者資料讀取操作的程序發生衝突。

sql server以連線為單位對鎖進行管理,這就是說,乙個鎖不能被多個連線同時持有;sql server也以事務為單位對鎖進行管理,和多個連線不能同時持有同乙個鎖一樣,多個事務也不能同時持有,同乙個鎖。

比如,假如乙個應用程式開啟了乙個sql server連線,這個連線在某個表上,被賦予了共享鎖,這個應用程式就不能再開啟乙個可以修改該錶資料的新連線。對事物也是一樣。如果乙個應用程式啟動了乙個用於修改特定資料的事務,那麼在這個事務的工作完成之前,其他任何事物,都不能修改這些資料。即使多個事務共享相同的連線,上述情況也成立。

sql server使用6種型別的鎖,更準確的說,是6種資源鎖模式:

共享鎖,更新鎖,排他鎖和意向鎖可用於表或索引的行、頁(表,或者索引所用的8kb的儲存頁面)、擴充套件(64kb的8個連續的索引或者表頁面)、表,資料庫。

模式鎖與批量更新鎖適用於表。

共享鎖

共享鎖允許多個連線和事務同時讀取所分配的共同資源。只要給連線和事務授予了共享鎖,任何其他連線或事務就不能修改資料。當乙個應用程式成功的讀取了資料之後,共享鎖通常會被釋放,但在某些特殊情況下,這個動作是可以修改的。例如:給整個事務分配了共享鎖,保證事務基於的資料,在該事務完成之前不被修改,從而最大限度的確保資料的一致性。這個擴充套件鎖,可用於事務一致性必須100%保證的情況,但持有鎖的代價是降低了資料的併發訪問,例如,要從儲蓄賬戶中取100美元,在包含儲蓄賬戶的餘額上放置乙個共享鎖。這些資料用於確保有足夠的資金支援這個取款操作。最好禁止其他連線修改該餘額,直到取款操作完成為止。 由於共享鎖之間是互相相容的,因此,不同的事務和連線在讀取相同的資料時,不會發生衝突。

更新鎖

sql server使用更新鎖,在防止出現死鎖的情況。出現死鎖是很糟糕的,通常死鎖是由於拙劣的程式設計技術造成的。當兩個程序爭奪同乙個資源時,就將發生死鎖。回到前面銀行的例子:在這個假定的銀行事務中,我妻子和我同時上線,將儲蓄賬戶中的資金轉帳到支票賬戶上。碰巧我們同時要進行轉賬,於是兩個程序分別啟動並執行了轉賬操作。當我的程序訪問這兩個賬戶時,程序在資源上發出了共享鎖。到目前為止一切還算正常,但是當我們的程序試圖修改資源時,混淆便隨之而來了。首先,我妻子的程序嘗試將共享鎖公升格為排他鎖,以便對資料進行修改。幾乎同時,我的程序也嘗試進行相同的公升格操作。然而,我們所共有的共享鎖阻止了任何乙個程序,實現公升格到排他鎖的企圖。由於沒有乙個程序願意釋放其,共享鎖,就發生了死鎖。

sql server不會對死鎖現象特別關照,假如死鎖發生了,sql server就會自動選擇其中的乙個程序,將它作為犧牲品而停止。sql server選擇與其關聯代價最小的程序,停止它,回滾相關事務,然後向相關應用程式中返回錯誤**1205.如果使用者正確的捕捉到了錯誤,就會得到這樣的訊息:「事務##在x資源上與其他程序,出現了死鎖,並被選擇為死鎖的犧牲品,重新執行事務」。

為了防止死鎖發生,sql server通常使用更新鎖來代替共享鎖。只有乙個程序可以得到更新鎖,這樣可以防止與其相對的程序公升格其擁有的鎖,其底線是,如果以更新為唯一目的而進行了讀操作,則sql server可以發出乙個更新鎖,而不是共享鎖,以便避免潛在的死鎖危險。sql提供了防止死鎖的邏輯,只要細心的規劃與實現,就可以避免死鎖的產生。

排他鎖

在執行修改操作時,sql server通常發出排他鎖。在更改一行彙總的某個字段值的時候,sql server授予相關程序訪問此行的排他訪問許可權。這樣的排他訪問,可以防止任何併發事務或者連線的相關程序,對處於修改中的資料,進行讀、更新、刪除操作。排他鎖與任何其他型別的鎖都不相容。

意向鎖

為了防止任何乙個併發事務,或者連線中的程序,在乙個已經被其他程序鎖住的資源上,放置排他鎖,sql server設計了意向鎖。比如,執行乙個事務,在表中更新單個行,sql server在該行上授予此事務排他鎖的同時,也在包含此行的表上授予此事務意向鎖。這樣就能防止其他程序在該表中放置排他鎖。    

舉乙個現實中的例子:它可以解釋sql 程式設計中意向鎖的行為:使用者住進了sql旅館的404房間,現在具有使用4樓的房間4的唯一(排他)許可權。旅館的其他主顧都不允許進入此房間。而且沒有主顧可以將旅館的所有房間都預定下來,因為404房間已經被使用者單獨占用。對於旅館,使用者就有了意向鎖;而對於404房間,使用者有排他鎖。意向鎖,與其他比它低階的鎖,都是相容的。

批處理更新鎖

表上的批處理更新鎖允許多個批處理載入執行緒,把資料載入到表中,同時禁止其他型別的資料訪問。在表上啟用表鎖定時,或者用批處理操作選擇表鎖定選項時,就發出了批處理更新鎖。 

鍵範圍鎖

在使用可序列化的隔離級別時,鍵範圍鎖保護結果集中隱含的乙個行範圍,不被t-sql語句讀取。可序列化的隔離級別要求,在事務中每次查詢時,都必須獲得相同的行集。鍵範圍鎖,禁止其他事務插入其鍵值(由可序列化的事務讀取)在指定的範圍內的新行,來滿足這個要求。

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