SQL Server里因丢失索引造成的死锁

在今天的文章里我想演示下SQL Server里在表上丢失索引如何引起死锁（deadlock）的。为了准备测试场景，下列代码会创建2个表，然后2个表都插入4条记录。

 -- Create a table without any indexes
 CREATE TABLE Table1
 (
     Column1 INT,
     Column2 INT
 )
 GO

 -- Insert a few record
 INSERT INTO Table1 VALUES (1, 1)
 INSERT INTO Table1 VALUES (2, 2)
 INSERT INTO Table1 VALUES (3, 3)
 INSERT INTO Table1 VALUES (4, 4)
 GO

 -- Create a table without any indexes
 CREATE TABLE Table2
 (
     Column1 INT,
     Column2 INT
 )
 GO

 -- Insert a few record
 INSERT INTO Table2 VALUES (1, 1)
 INSERT INTO Table2 VALUES (2, 2)
 INSERT INTO Table2 VALUES (3, 3)
 INSERT INTO Table2 VALUES (4, 4)
 GO

在我向你重现死锁前，先看下列的代码，它是个简单的UPDATE语句，在第1个表里更新一个指定行。

 -- Acquires an Exclusive Lock on the row
 UPDATE Table1 SET Column1 = 3 WHERE Column2 = 1

因为在Column2上没有索引定义，对于我们的UPDATE语句，查询优化器在执行计划里必须选择表扫描（Table Scan）运算符来查找符合的记录：

这就是说我们必须扫描整个堆表来找我们想更新的行。在那个情况下，SQL Server用排它锁（Exclusive Lock）锁定表里的第1行。当你在不同的会话执行一个SELECT语句，引用另一个堆表里“将发生”的行，表扫描（Table Scan）运算符会阻塞，因为首先你必须读取所有堆表里“已发生”的行，即获取你查询里逻辑请求的行。

-- This query now requests a Shared Lock, but get's blocked, because the other session/transaction has an Exclusive Lock on one row, that is currently updated
SELECT Column1 FROM Table1
WHERE Column2 = 4

表扫描（Table Scan）默认意味这你必须扫描整个表，因此你必须在每条记录上获得共享锁（Shared Lock）——即使在你逻辑上不请求的记录上。如果你用不同的顺序，在不同的会话里访问2个表，当你从同个表尝试读写时，这个情况会导致死锁情形。下面代码显示来自第1个查询的事务：

 BEGIN TRANSACTION

 -- Acquires an Exclusive Lock on the row
 UPDATE Table1 SET Column1 = 3 WHERE Column2 = 1

 -- Execute the query from Session 2...
 -- This query acquires an Exclusive Lock on one row from Table2...

 -- This query now requests a Shared Lock, but get's blocked, because the other session/transaction has an Exclusive Lock on one row, that is currently updated
 SELECT Column1 FROM Table2
 WHERE Column2 = 3

 ROLLBACK TRANSACTION
 GO

下面显示来自第2个事务的代码：

 BEGIN TRANSACTION

 -- Acquires an Exclusive Lock on the row
 UPDATE Table2 SET Column1 = 5 WHERE Column2 = 2

 -- Continue with the query from Session 2...
 -- This query now requests a Shared Lock, but get's blocked, because the other session/transaction has an Exclusive Lock on one row, that is currently updated

 -- This query now requests a Shared Lock, but get's blocked, because the other session/transaction has an Exclusive Lock on one row, that is currently updated
 SELECT Column1 FROM Table1
 WHERE Column2 = 4

 ROLLBACK TRANSACTION
 GO

从2个事务可以看到，2个表在不同的顺序里被访问。如果时机合适，在同个时间运行这2个事务会导致死锁（deadlock）情形。假设下列的执行顺序：

1. 在Table1上第1个事务运行UPDATE语句。
2. 在Table2上第2个事务运行UPDATE语句。
3. 在Table2上第1个事务运行SELECT语句。这个SELECT语句会阻塞，因为表扫描（Table Scan）运算符想要在行上获得的共享锁（Shared Lock），已经被第2个事务排它锁（exclusively lock）锁定。
4. 在Table1上第2个事务运行SELECT语句。这个SELECT语句会阻塞，因为表扫描（Table Scan）运算符想要在行上获得的共享锁（Shared Lock），已经被第1个事务排它锁（exclusively lock）锁定。

下图演示了这个死锁情形：

现在2个事务相互阻塞，因此在SQL Server里你引起了死锁。在那个情况下死锁监控器（Deadlock Monitor）后台进程踢入，进行最“便宜”的事务的回滚（基于事务需要写入事务日志的字节数）。

你可以在2个表里通过为Column2提供一个索引来轻松解决这个死锁。在那个情况下SQL Server可以进行符合列的查找（Seek）运算符操作，因此当你执行SELECT语句时，可以跳过已经在索引叶子层的锁定行：

 CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_Column2 ON Table1(Column2)
 CREATE NONCLUSTERED INDEX idx_Column2 ON Table2(Column2)
 GO

下图演示了现在的死锁情形是怎样的：

使用查找操作你可以跳过索引叶子层的锁定行，你可以避免我们已经讨论过的死锁。因此当你在你的数据库看到死锁情形时，仔细看下你的索引战略（设计），这非常重要！在SQL Server里，索引一直是一个很重要的东西——始终记住这个！

感谢关注！

参考文章：

https://www.sqlpassion.at/archive/2014/11/24/deadlocks-caused-by-missing-indexes-in-sql-server/