锁的概述 一. 为什么要引入锁
多个用户同时对数据库的并发操作时会带来以下数据不一致的问题：
丢失更新
A，B两个用户读同一数据并进行修改，其中一个用户的修改结果破坏了另一个修改的结果，比如订票系统
脏读
A用户修改了数据，随后B用户又读出该数据，但A用户因为某些原因取消了对数据的修改，数据恢复原值，此时B得到的数据就与数据库内的数据产生了不一致
不可重复读
A用户读取数据，随后B用户读出该数据并修改，此时A用户再读取数据时发现前后两次的值不一致
并发控制的主要方法是封锁，锁就是在一段时间内禁止用户做某些操作以避免产生数据不一致 。。。。。。。。。。。
### 数据库锁的基本概念
#### 一、为什么需要引入锁？
在多用户环境中，数据库面临着高并发的操作场景，这往往会导致一系列数据不一致性问题。为了确保数据的一致性与完整性，引入锁机制变得至关重要。
##### 失去更新（Lost Update）
- **场景描述**：假设有两个用户A和B同时读取相同的数据并对其进行修改。如果B用户的修改覆盖了A用户的更改，那么A用户的更改就会丢失。
- **实例**：例如，在订票系统中，两个用户尝试修改同一张票的信息，导致一方的更改被忽略。
##### 脏读（Dirty Read）
- **场景描述**：当一个用户A修改了一条记录后，另一个用户B读取了这条记录，但随后A撤销了这次修改，使得B用户所获取的数据变为无效或“脏”数据。
- **实例**：假设A用户更改了一个产品的价格，B用户根据这个新价格进行了决策，但A后来取消了价格的变更，此时B基于的决策依据就是错误的。
##### 不可重复读（Non-repeatable Read）
- **场景描述**：如果用户A第一次读取数据后，用户B对这些数据进行了修改，那么当A再次读取时，数据将发生变化，即无法重复之前读取的结果。
- **实例**：例如，用户A查询银行账户余额，然后用户B对该账户进行了存款操作，A再次查询时，发现余额发生了变化。
为了解决以上问题，数据库管理系统通常采用锁机制来进行并发控制。
#### 二、锁的基本类型与模式
在数据库系统中，锁主要分为两种类型：共享锁（Shared Lock）和排他锁（Exclusive Lock）。
##### 共享锁（Shared Lock, S Lock）
- **定义**：允许多个事务同时读取同一数据项，但不允许任何事务修改数据。
- **应用场景**：
- 当执行`SELECT`语句时，可以申请共享锁。
##### 排他锁（Exclusive Lock, X Lock）
- **定义**：不允许其他事务读取或修改被锁定的数据项，通常用于更新、插入或删除操作。
- **应用场景**：
- 执行`INSERT`、`UPDATE`、`DELETE`等操作时，需要申请排他锁。
#### 三、锁的实现方式与策略
##### SQL Server中的锁类型
- **表级锁**：锁定整个表，性能较低。
- **行级锁**：只锁定特定行，提高并发能力。
- **页级锁**：锁定页级别，介于行级锁和表级锁之间。
在SQL Server中，锁还具有多种模式：
- **S (Shared)**：共享锁，允许其他用户读取数据。
- **U (Update)**：更新锁，限制其他用户获取更高级别的锁。
- **X (Exclusive)**：排他锁，阻止其他用户获取任何级别的锁。
- **IS (Intent Shared)**：意向共享锁，表明事务打算在某个对象上获取共享锁。
- **IX (Intent Exclusive)**：意向排他锁，表明事务打算在某个对象上获取排他锁。
- **SIX (Shared with Intent Exclusive)**：共享锁加上意向排他锁，表明事务在当前对象上有共享锁，并且打算在子对象上获取排他锁。
##### 锁的优化
- **设置死锁优先级**：通过`SET DEADLOCK_PRIORITY`来调整事务的优先级，减少死锁发生的概率。
- **锁超时设置**：通过`SET LOCK_TIMEOUT`设置等待锁的最大时间，避免长时间等待导致资源浪费。
- **锁提示**：在`SELECT`、`INSERT`、`UPDATE`、`DELETE`语句中使用提示来优化锁行为。
- **使用存储过程**：通过存储过程管理事务，可以在一定程度上控制锁的行为。
#### 四、示例演示
以下是一些使用锁的示例：
1. **读未提交**（Read Uncommitted）
```sql
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED;
SELECT * FROM table ROWLOCK WHERE id = 12;
```
这里使用`ROWLOCK`提示来锁定单个行。
2. **持有锁**（Hold Lock）
```sql
SELECT * FROM table WITH (HOLDLOCK) WHERE B = 'b2';
```
使用`HOLDLOCK`提示可以保持对行的锁直到事务结束。
3. **并发测试**
- **事务1**
```sql
BEGIN TRAN;
UPDATE table1 SET A = 'aa' WHERE B = 'b2';
WAITFOR DELAY '00:00:30'; -- 延迟30秒
COMMIT TRAN;
```
- **事务2**
```sql
BEGIN TRAN;
SELECT * FROM table1 WITH (HOLDLOCK) WHERE B = 'b2';
WAITFOR DELAY '00:00:30'; -- 延迟30秒
COMMIT TRAN;
```
在这两个事务中，第二个事务将等待第一个事务完成之后才能继续执行。
通过上述介绍可以看出，锁机制是数据库管理系统中非常重要的组成部分，它不仅能够有效地解决并发操作带来的问题，还能够保证数据的一致性和完整性。然而，锁机制的设计和使用也需要谨慎处理，以避免产生不必要的锁冲突和性能问题。
