关于SqlServer高并发死锁现象的分析排查
问题描述
通过定期对生产环境SqlServer日志的梳理，发现经常会出现类似事务与另一个进程被死锁在资源上，并且已被选作死锁牺牲品，请重新运行该事务的异常，简单分析一下原因：在高并发场境下，多个事务同时对某个资源进行持锁 [ 读/写 ] 操作，同时又需要对方释放锁资源，进而出现死锁
下面将通过一个简单的案例来重现这种异常，了解了死锁的原因后，我们在写sql语句、创建索引时，就可以有效避免掉这些坑
创建表
CREATE TABLE [dbo].[t_test](
[id] [int] NOT NULL, --主键
[name] [varchar](50) NULL, --名称
[age] [bigint] NULL, --年龄
[address] [varchar](50) NULL, --地址
CONSTRAINT [PK_t_test] PRIMARY KEY CLUSTERED([id] ASC)
添加索引
# 在name列上创建非聚集索引，包含列为age
CREATE UNIQUE NONCLUSTERED INDEX [index_name] ON [dbo].[t_test]([name] ASC) INCLUDE ([age]);
CREATE UNIQUE CLUSTERED INDEX [index_id] ON [dbo].[t_test]([id] ASC);
注：include 可以指定多个列字段，通常把 select 查询的列放到 include 中，好处是索引查找的开销较小
准备数据
insert into t_test values (1, '张三', 21, '上海市徐汇区');
insert into t_test values (2, '李四', 19, '浙江省杭州市');
insert into t_test values (3, '王五', 28, '湖北省武汉市');
查看执行计划
开始测试之前，我们先通过SqlServer的 执行计划 来了解一下本案例涉及的 select 和 update 操作背后的详细过程
select操作
SELECT address FROM t_test WHERE name = '张三'
执行计划如下：
如上图，因使用非聚集索引name做为where条件查询，且select查找的address字段不包含在该索引字段上，所以需要根据Index Seek输出的id[聚集键]在具有聚集索引的表中查找对应的行，从面找到address列，我们常称做 回表查询
update操作
UPDATE t_test SET age=age+1 WHERE id = 1
执行计划如下：
过程分析：首先根据主键id在聚集索引上进行Index Seek（索引查找），输出的字段为[id]和[age]，因为我们要更新的数据存储在聚集索引的叶子节点上，所以直接在聚集索引上更新数据（age+1）。其实到这一步还没有结束，因为字段age的值修改了，该字段所在的非聚集索引要进行"旋转"或"页拆分"处理，所以SqlServer还要继续更新非聚集索引栏位（index_name）
示例演示
脚本一：声明一个循环查询语句，其中：where 查询条件使用非聚集索引字段 name ，select 的字段 address 为普通字段（注：目的是让其进行回表）
DECLARE @num int
SET @num = 1
While 1=1
BEGIN
SELECT address FROM t_test WHERE name = '张三'
set @num=@num+1
END
脚本二：声明一个循环更新语句，根据主键修改 age(include字段) 的值
DECLARE @i int
SET @i=1
While 1=1
BEGIN
UPDATE t_test SET age=age + @i WHERE id = 1
SET @i=@i+1
END
运行了大概6秒钟，死锁（不是阻塞）就出现了，结果直接上图吧
此时表数据如下：
| id | name | age | address |
|---|---|---|---|
| 1 | 张三 | 15826967 | 上海市徐汇区 |
| 2 | 李四 | 19 | 浙江省杭州市 |
| 3 | 王五 | 28 | 湖北省武汉市 |
原因分析
Query查询时使用非聚集索引来select数据，那么它会在非聚集索引 [name(include age)] 上持有一个S锁，因为select的列不在该索引上，所以它需要根据rowid找到对应的聚集索引的那一行磁盘地址，然后找到其他数据。而此时在第二个更新语句中，update正在聚集索引上进行定位、加锁、修改操作，但因为正在修改的 age 列，是另外一个非聚集索引的某个列，所以此时，它需要同时更改那个非聚集索引的信息，这就需要在非聚集索引 [name(include age)] 上加第二个X锁，select开始等待update的X锁，update开始等待select的S锁，死锁就发生了
图例：
如上图：update开始等待select的S锁，select开始等待update的X锁
解决方案
- 持锁时间越长，死锁的概率越大，尽量缩短事务的执行时间，避免长事务产生
- 按同一顺序访问对象，避免事务交叉进行 [这点很重要]
- select查询时避免使用通配符*，减少多余的index seek查找
- 适当允许脏读的情况下，使用WITH(NOLOCK)，可以提高查询性能，避免死锁
- 根据业务场景，可以考虑设置较低的隔离级别降低死锁的发生频率
其它
文章最后补充一下 索引 include 的使用技巧：
索引不包含include列
缺点：会增加一次通过主键索引的回表操作，增加了逻辑读次数，影响性能
索引包含include列
优点：通过非聚集索引就可以直接查询返回include列的数据，不需要通过主键索引回表，减少了逻辑读次数，提升了查询效率（建议当select查询字段较少时，可以用包含include的索引）
缺点：会增加 非集索引的空间占用
(完结)