SQLSERVER 的 nolock 到底是怎样的无锁

Posted 2023-02-06 dotNET跨平台

一：背景

1. 讲故事

相信绝大部分用 SQLSERVER 作为底层存储的程序员都知道 nolock 关键词，即使当时不知道也会在踩过若干阻塞坑之后果断的加上 nolock，但这玩意有什么注意事项呢？这就需要了解它的底层原理了。

二：nolock 的原理

1. sql 阻塞还原

为了方便讲述，先创建一个 post 表，插个 6 条记录，参考代码如下：

CREATE TABLE post(id INT IDENTITY,content char(4000))
GO

INSERT INTO dbo.post VALUES('aaa')
INSERT INTO dbo.post VALUES('bbb')
INSERT INTO dbo.post VALUES('ccc');
INSERT INTO dbo.post VALUES('ddd');
INSERT INTO dbo.post VALUES('eee');
INSERT INTO dbo.post VALUES('fff');

这里为了简单我没有创建索引，所以会出现 Table Scan 的情况，毕竟生产环境下的sql也避免不了 Table Scan 和 Clustered Index Scan 的存在，接下来还原下阻塞场景，开启两个 session 会话, session1 为正在运行的 update 事务, session2 为一个简单的 select 操作，这种场景下会导致 session2 阻塞，参考代码如下：

• session1

BEGIN TRAN
UPDATE post SET content='xxxxx' WHERE id=3

• session2

SELECT * FROM post WHERE id=4

从图中可以看到，这个 select 已经阻塞 9 分钟了，那为什么会被阻塞呢？可以观察 SQLSERVER 内部的统计信息，比如锁相关的动态视图 sys.dm_tran_locks ，参考代码如下：

SELECT t.request_session_id,
       CASE
           WHEN t.resource_type = 'OBJECT' THEN
               OBJECT_NAME(t.resource_associated_entity_id)
           WHEN t.resource_associated_entity_id = 0 THEN
               '/'
           ELSE
               OBJECT_NAME(p.object_id)
       END AS resource_name,
       index_id,
       t.resource_type,
       t.resource_description AS description,
       t.request_mode AS mode,
       t.request_status AS status
FROM sys.dm_tran_locks AS t
    LEFT JOIN sys.partitions AS p
        ON p.hobt_id = t.resource_associated_entity_id
WHERE t.resource_database_id = DB_ID()

从图中看，session55 准备在 1:489:0 这个槽位指向的记录上附加 S 锁时被阻塞，因为 1:489:0 已经被附加了 X 锁，很显然这个 X 锁是 update 给的。

上面给出的是一个 静态视图，为了方便显示动态视图，这里把 sql profile 开起来观察两个 session 给锁的过程，事件选择上如下所示：

将 sqlprofile 开启后，重新运行下刚才的两个会话，观察 profile 的走势，截图如下：

图中的注释已经说的非常清楚了，和 sys.dm_tran_locks 显示的一致，有了这些基础后接下来观察下如果加上 with (nolock) 会怎么样？

SELECT * FROM post(NOLOCK) WHERE id=4

你会发现结果是可以出来的，那为什么可以出来呢？继续观察下 profile 即可。

从 session 55 的 lock 输出来看，with(nolock) 会对 post 表附加 Sch-S 架构稳定锁，以及分区中的 堆或BTree 附加S锁， 而不再对 PAGE 附加任何锁了，所以就不存在阻塞的情况，但肯定会引起脏读。

到这里基本上就是 nolock 的底层玩法了吧，不过也有一个注意点，nolock 真的不会引发阻塞吗? 接下来我们好好聊一聊。

3. nolock 真的无视阻塞吗

从 sqlprofile 观察锁的走势图来看，nolock 只是在上限为 page 页级别上做到无视，但在 page 之上就无法做到了，比如你看到的 Sch-S,可能有些朋友要问了，为什么要加上 Sch-S 锁呢？其实很简单，在 query 的过程中一定要保持架构稳定嘛，不能在 query 的过程中，post 表突然被删了，这样大家多尴尬。

接下来也可以做个简单的测试。

----- session 1
BEGIN TRAN
TRUNCATE TABLE post;

----- session 2
SELECT * FROM post(NOLOCK) WHERE id=4

可以发现 nolock 查询也被阻塞了，原因就在于拿不到 post 表的 Sch-S 锁，因为 TRUNCATE 已经给 post 附加了 Sch-M 架构修改锁，那有没有数据支撑呢？继续用动态视图 sys.dm_tran_locks 观察便可。

三：总结

综上所述，nolock 也仅在 page 级别上畅通无阻，在某些情况下也会有阻塞情况的发生，由于无锁自然就会读到别的会话已修改但还未提交的记录，sqlserver 作为一个数据库应用程序，里面包含了大量的运行时统计信息，这些统计信息可以用 系统视图 和 动态视图 获取，完全可以基于它们做一个完善的 APM 监控。