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Guida per il controllo delle versioni delle righe e il blocco delle transazioni

  • Articolo

Si applica a: SQL Server Database SQL di Azure Istanza gestita di SQL di Azure Azure Synapse Analytics Piattaforma di strumenti analitici (PDW)

Nei sistemi con numerosi utenti, la gestione delle transazioni nei database spesso comporta problemi di prestazioni e contesa delle risorse. Con l'aumento progressivo del numero di utenti che accedono ai dati, diventa importante disporre di applicazioni che utilizzino le transazioni in modo efficiente. In questa guida vengono descritti i meccanismi di blocco e di controllo delle versioni delle righe usati dal motore di database per assicurare l'integrità di ogni transazione e presenta informazioni su come le applicazioni possono controllare le transazioni in modo efficiente.

Nota

Il blocco ottimizzato è una caratteristica del motore di database introdotta nel 2023 che riduce considerevolmente la memoria di blocco e il numero di blocchi necessari per le scritture simultanee. Questo articolo è stato aggiornato per descrivere il comportamento del motore di database con e senza blocco ottimizzato.

Il blocco ottimizzato ha portato aggiornamenti significativi ad alcune sezioni di questo articolo, tra cui:

Dati principali sulle transazioni

Una transazione è una sequenza di operazioni eseguite in un'unica unità logica di lavoro. Per essere considerata una transazione, un'unità logica di lavoro deve includere quattro proprietà, dette ACID (atomicità, consistenza, isolamento e durata):

Atomicità
Una transazione deve essere un'unità di lavoro atomica, ovvero devono essere eseguite tutte le modifiche dei dati oppure non ne deve essere eseguita nessuna.

Coerenza
Al termine della transazione i dati devono essere consistenti. Per salvaguardare l'integrità dei dati in un database relazionale, è necessario che alle modifiche eseguite dalla transazione vengano applicate tutte le regole. Al termine della transazione tutte le strutture dei dati interne, ad esempio gli indici ad albero B o gli elenchi collegati doppiamente, devono risultare corrette.

Nota

Nella documentazione viene usato in modo generico il termine albero B in riferimento agli indici. Negli indici rowstore, il motore di database implementa un albero B+. Ciò non si applica a indici columnstore o a indici in tabelle ottimizzate per la memoria. Per altre informazioni, consultare Guida di SQL Server e di Azure SQL per l'architettura e la progettazione degli indici.

Isolamento
Le modifiche eseguite da transazioni simultanee devono essere isolate dalle modifiche eseguite da qualsiasi altra transazione simultanea. Una transazione riconosce lo stato dei dati precedente alla modifica eseguita da una transazione simultanea oppure lo stato successivo al completamento della seconda transazione, ma non è in grado di riconoscere gli stati intermedi. Questa proprietà viene detta serializzabilità in quanto consente di ricaricare i dati iniziali e di eseguire nuovamente una serie di transazioni in modo da ripristinare lo stato dei dati successivo all'esecuzione delle transazioni originali.

Durabilità
Gli effetti di una transazione completamente durevole completata sono permanenti all'interno del sistema. Le modifiche eseguite rimangono valide anche in caso di errore del sistema. SQL Server 2014 (12.x) e le versioni successive consentono transazioni con durabilità ritardata. Le transazioni durevoli ritardate vengono sottoposte a commit prima che il record del log delle transazioni diventi permanente su disco. Per altre informazioni sulla durabilità ritardata delle transazioni, consultare l'articolo Controllo della durabilità delle transazioni.

Le applicazioni devono avviare e terminare le transazioni in modo da garantire la consistenza logica dei dati. In particolare, l’applicazione deve definire la sequenza delle modifiche dei dati in modo che lo stato dei dati risulti coerente rispetto alle regole business dell'organizzazione. L’applicazione esegue queste modifiche in un'unica transazione in modo che il motore di database possa tutelare l'integrità della transazione.

Un sistema di database aziendale, come un'istanza del motore di database, ha la responsabilità di implementare i meccanismi necessari per garantire l'integrità fisica di ogni transazione. Il motore di database fornisce:

  • Meccanismi di blocco che salvaguardano l'isolamento delle transazioni.

  • Meccanismi di registrazione per garantire la durabilità delle transazioni. Per le transazioni completamente durevoli, il record del log viene finalizzato su disco prima del commit delle transazioni stesse. Pertanto, anche in caso di errore dell'hardware del server, del sistema operativo o della stessa istanza del motore di database, l'istanza usa i log delle transazioni al riavvio per eseguire automaticamente il rollback delle eventuali transazioni incomplete fino al punto in cui si è verificato l'errore di sistema. Le transazioni durevoli ritardate vengono sottoposte a commit prima che il record del log delle transazioni venga finalizzato su disco. Tali transazioni potrebbero andare perdute se si verifica un errore di sistema prima della finalizzazione del record del log su disco. Per altre informazioni sulla durabilità ritardata delle transazioni, consultare l'articolo Controllo della durabilità delle transazioni.

  • Caratteristiche di gestione delle transazioni che ne garantiscono l'atomicità e la consistenza. Una transazione avviata deve essere completata (sottoposta a commit). In caso contrario tutte le modifiche ai dati dall'inizio della transazione verranno annullate dal motore di database. Questa operazione viene definita come rollback di una transazione perché ripristina lo stato dei dati precedente alle modifiche.

Controllare le transazioni

Nelle applicazioni le transazioni vengono controllate principalmente specificandone l'inizio e la fine. Per specificare tali informazioni, è possibile utilizzare le istruzioni di Transact-SQL o le funzioni API (Application Programming Interface) del database. Il sistema deve essere in grado di gestire correttamente gli errori che comportano l'interruzione di una transazione prima che questa venga completata. Per ulteriori informazioni, consultare Transazioni, Eseguire transazioni in ODBC e Transazioni in SQL Server Native Client.

Per impostazione predefinita, le transazioni vengono gestite a livello della connessione. Quando viene avviata una transazione su una connessione, tutte le istruzioni di Transact-SQL eseguite su tale connessione fanno parte della transazione fino a quando questa non viene completata. Tuttavia, nell'ambito di una sessione MARS (Multiple Active Result Set) una transazione di Transact-SQL esplicita o implicita diventa una transazione con ambito batch gestita a livello di batch. Una volta completato il batch, se per la transazione con ambito batch non viene eseguito il commit o il rollback, il rollback viene eseguito automaticamente dal motore di database. Per altre informazioni, vedere Uso di MARS (Multiple Active Result Set).

Avviare le transazioni

Utilizzando le funzioni API e le istruzioni Transact-SQL è possibile avviare transazioni come transazioni esplicite, con autocommit o implicite.

Transazioni esplicite

Per transazione esplicita si intende una transazione di cui vengono definiti in modo esplicito l'inizio e la fine tramite una funzione dell'API o l'emissione delle istruzioni di Transact-SQL BEGIN TRANSACTION, COMMIT TRANSACTION, COMMIT WORK, ROLLBACK TRANSACTION, o ROLLBACK WORK istruzioni Transact-SQL. Al termine della transazione, viene ripristinata la connessione precedente all'avvio della transazione esplicita, ovvero la modalità transazione implicita o autocommit.

In una transazione esplicita è possibile utilizzare tutte le istruzioni di Transact-SQL, ad eccezione delle seguenti:

  • CREATE DATABASE
  • ALTER DATABASE
  • DROP DATABASE
  • CREATE FULLTEXT CATALOG
  • ALTER FULLTEXT CATALOG
  • DROP FULLTEXT CATALOG
  • DROP FULLTEXT INDEX
  • ALTER FULLTEXT INDEX
  • CREATE FULLTEXT INDEX
  • BACKUP
  • RESTORE
  • RECONFIGURE
  • Stored procedure di sistema full-text
  • sp_dboption per l'impostazione delle opzioni di database o delle procedure di sistema che modificano il database master all'interno di transazioni implicite o esplicite.

Nota

UPDATE STATISTICS si può utilizzare all'interno di una transazione esplicita. Tuttavia, UPDATE STATISTICS esegue il commit indipendentemente dalla transazione che la contiene e non è possibile eseguire il rollback.

Transazioni con autocommit

La modalità autocommit è la modalità predefinita per la gestione delle transazioni nel motore di database. Viene eseguito il commit o il rollback di ogni istruzione Transact-SQL completata. Se un'istruzione viene completata correttamente, ne viene eseguito il commit. Se invece si verifica un errore, viene eseguito il rollback. In una connessione a un'istanza del motore di database è sempre attivata la modalità autocommit, a meno che tale modalità predefinita non sia stata annullata da transazioni implicite o esplicite. La modalità autocommit è l'impostazione predefinita anche in SqlClient, ADO, OLE DB e ODBC.

Transazioni implicite

Se per una connessione è attivata la modalità di esecuzione implicita delle transazioni, dopo che è stato eseguito il commit o il rollback della transazione corrente, nell'istanza del motore di database viene avviata automaticamente una nuova transazione. Non è necessario specificare l'inizio di una transazione. È sufficiente eseguirne il commit o il rollback. La modalità di esecuzione implicita delle transazioni genera il concatenamento delle transazioni. La modalità di esecuzione implicita delle transazioni viene impostata tramite una funzione API o l'istruzione Transact-SQL SET IMPLICIT_TRANSACTIONS ON. Questa modalità è anche nota come Autocommit OFF, consultare Metodo setAutoCommit (SQLServerConnection).

Se viene impostata la modalità di esecuzione implicita delle transazioni per una connessione, l'istanza del motore di database avvia automaticamente una transazione dopo l'esecuzione di una delle istruzioni seguenti:

  • ALTER TABLE
  • CREATE
  • DELETE
  • DENY
  • DROP
  • FETCH
  • GRANT
  • INSERT
  • OPEN
  • REVOKE
  • SELECT
  • TRUNCATE
  • UPDATE

Transazioni con ambito batch

Applicabile solo a MARS (Multiple Active Result Set). Una transazione definita a livello di ambito di batch è una transazione Transact-SQL esplicita o implicita che inizia in una sessione MARS. Se per una transazione con ambito di batch non è stato eseguito il commit o il rollback quando il batch è completato, il rollback viene eseguito automaticamente dal motore di database.

Transazioni distribuite

Le transazioni distribuite sono estese a due o più server noti come strumenti di gestione delle risorse. La gestione della transazione deve essere coordinata tra i vari strumenti di gestione delle risorse tramite un componente server denominato gestore delle transazioni. Ogni istanza del motore di database di SQL Server può fungere da Resource Manager per le transazioni distribuite coordinate da gestori di transazioni come Microsoft Distributed Transaction Coordinator (MS DTC) o altri gestori di transazioni che supportano la specifica Open Group XA per l'elaborazione di transazioni distribuite. Per ulteriori informazioni, vedere la documentazione di MS DTC.

Una transazione eseguita in una singola istanza del motore di database che si estende a due o più database è in effetti una transazione distribuita. Nell'istanza le transazioni distribuite vengono gestite internamente e appaiono all'utente come transazioni locali.

A livello dell'applicazione, una transazione distribuita viene gestita in modo simile ad una transazione locale. Al termine della transazione l'applicazione ne richiede il commit o il rollback. Il commit di transazioni distribuite deve essere gestito dal gestore delle transazioni in modo diverso per evitare che, in seguito a un errore della rete, alcuni strumenti di gestione delle risorse eseguano il commit correttamente mentre altri eseguano il rollback della transazione. A tale scopo il processo di commit viene gestito in due fasi, ovvero una fase preparatoria e la fase di commit effettivo. Questo tipo di commit è noto come protocollo 2PC.

  • Fase preparatoria

    Quando il gestore delle transazioni riceve una richiesta di commit, invia un comando di preparazione a tutti gli strumenti di gestione delle risorse coinvolti nella transazione. Ogni gestore delle risorse esegue quindi tutte le operazioni necessarie per rendere la transazione durevole. Tutti i buffer di log delle transazioni vengono inoltre trasferiti su disco. Dopo avere completato la fase preparatoria, lo strumento di gestione delle risorse comunica al gestore delle transazioni l'esito, positivo o negativo, della preparazione. SQL Server 2014 (12.x) ha introdotto la durabilità ritardata delle transazioni. Le transazioni durevoli ritardate vengono sottoposte a commit prima che li buffer di log delle transazioni vengano trasferiti su disco. Per altre informazioni sulla durabilità ritardata delle transazioni, consultare l'articolo Controllo della durabilità delle transazioni.

  • Fase di commit

    Se la fase preparatoria ha esito positivo in tutti gli strumenti di gestione delle risorse, il gestore delle transazioni invia comandi di commit agli strumenti di gestione, i quali possono quindi completare il commit. Se il commit viene eseguito correttamente da parte di tutti gli strumenti di gestione delle risorse, il gestore delle transazioni invia all'applicazione una notifica di operazione riuscita. Se viene segnalato un tentativo di preparazione non riuscito in uno strumento di gestione delle risorse, il gestore delle transazioni invia un comando di rollback a tutti gli strumenti di gestione e segnala all'applicazione che il commit ha avuto esito negativo.

    Le applicazioni del motore di database di possono gestire le transazioni distribuite attraverso Transact-SQL o le API di database. Per altre informazioni, vedere BEGIN DISTRIBUTED TRANSACTION (Transact-SQL).

Chiudere le transazioni

Per interrompere una transazione, è possibile utilizzare l'istruzione COMMIT o ROLLBACK oppure una funzione API corrispondente.

  • Eseguire il commit

    Se una transazione viene completata correttamente, è necessario eseguirne il commit. L'istruzione COMMIT consente di integrare in modo permanente nel database tutte le modifiche apportate dalla transazione. L'istruzione consente inoltre di liberare le risorse, ad esempio i blocchi, utilizzate dalla transazione.

  • Rollback

    Se in una transazione si verifica un errore oppure l'utente decide di annullare la transazione, è necessario eseguire il rollback della transazione. L'istruzione ROLLBACK consente di annullare tutte le modifiche apportate alla transazione, ripristinando i dati allo stato dell'inizio della transazione. Il rollback consente inoltre di liberare le risorse utilizzate dalla transazione.

Nota

Nelle sessioni MARS (Multiple Active Results Set), in una transazione esplicita avviata tramite una funzione API non può essere eseguito il commit mentre ci sono richieste di esecuzione in sospeso. Qualsiasi tentativo di eseguire il commit di questo tipo di transazione mentre ci sono richieste esecutive porterà a una segnalazione di errore.

Errori durante l'elaborazione delle transazioni

Se una transazione non viene completata correttamente a causa di un errore, il motore di database esegue automaticamente il rollback della transazione e tutte le risorse utilizzate dalla transazione vengono liberate. Se viene interrotta la connessione di rete tra il client e un’istanza del motore di database, quando la rete notifica l'istanza dell'interruzione viene eseguito il rollback delle transazioni in sospeso per tale connessione. La connessione viene interrotta anche se si verifica un errore nell'applicazione client oppure se il computer client viene spento o riavviato. Anche in questi casi, quando la rete notifica l'interruzione, nell'istanza del motore di database viene eseguito il rollback delle connessioni in sospeso. Se il client si disconnette dal motore di database, viene eseguito il rollback delle transazioni in sospeso.

Se in un batch si verifica un errore di un'istruzione in fase di esecuzione, ad esempio la violazione di un vincolo, per impostazione predefinita nel motore di database viene eseguito solo il rollback dell'istruzione che ha generato l'errore. È possibile modificare questo comportamento usando l'istruzione SET XACT_ABORT ON. Dopo l'esecuzione di SET XACT_ABORT ON, qualsiasi errore di esecuzione di un'istruzione comporta il rollback automatico della transazione corrente. SET XACT_ABORT non ha alcun effetto sugli errori di compilazione, ad esempio gli errori di sintassi. Per altre informazioni, vedere SET XACT_ABORT (Transact-SQL).

Quando si verificano errori, è necessario includere un'azione appropriata (COMMIT o ROLLBACK) nel codice dell'applicazione. Uno strumento efficace per la gestione degli errori, inclusi quelli nelle transazioni, è rappresentato dal costrutto TRY...CATCH di Transact-SQL. Per altre informazioni ed esempi che includono le transazioni, vedere TRY...CATCH (Transact-SQL). A partire da SQL Server 2012 (11.x), è possibile usare l'istruzione THROW per generare un'eccezione e trasferire l'esecuzione in un blocco CATCH di un costrutto TRY...CATCH. Per altre informazioni, vedere THROW (Transact-SQL).

Errori di compilazione e di run-time in modalità autocommit

In modalità autocommit, a volte potrebbe sembrare che in un'istanza del motore di database venga eseguito il rollback di un intero batch anziché di una sola istruzione SQL. Ciò si verifica solo in caso di errori di compilazione, non di errori di run-time. Un errore di compilazione impedisce infatti al motore di database di compilare un piano di esecuzione e non viene pertanto eseguita alcuna parte del batch. Anche se può sembrare che sia stato eseguito il rollback di tutte le istruzioni precedenti a quella che ha generato l'errore, in realtà l'errore impedisce l'esecuzione di qualsiasi elemento del batch. Nell'esempio seguente, a causa di un errore di compilazione non vengono eseguite le istruzioni INSERT del terzo batch. In apparenza viene eseguito il rollback delle prime due istruzioni INSERT, mentre in realtà tali istruzioni non vengono eseguite.

CREATE TABLE TestBatch (ColA INT PRIMARY KEY, ColB CHAR(3));
GO
INSERT INTO TestBatch VALUES (1, 'aaa');
INSERT INTO TestBatch VALUES (2, 'bbb');
INSERT INTO TestBatch VALUSE (3, 'ccc');  -- Syntax error.
GO
SELECT * FROM TestBatch;  -- Returns no rows.
GO

Nell'esempio seguente, la terza istruzione INSERT genera un errore di run-time di chiave primaria duplicata. Poiché le prime due istruzioni INSERT hanno avuto esito positivo e ne è stato pertanto eseguito il commit, tali istruzioni rimangono valide anche dopo l'errore di run-time.

CREATE TABLE TestBatch (ColA INT PRIMARY KEY, ColB CHAR(3));
GO
INSERT INTO TestBatch VALUES (1, 'aaa');
INSERT INTO TestBatch VALUES (2, 'bbb');
INSERT INTO TestBatch VALUES (1, 'ccc');  -- Duplicate key error.
GO
SELECT * FROM TestBatch;  -- Returns rows 1 and 2.
GO

Nel motore di database viene utilizzata la risoluzione dei nomi posticipata, in base alla quale i nomi degli oggetti vengono risolti solo in fase di esecuzione, non nella fase di compilazione. Nell'esempio seguente vengono eseguite le prime due istruzioni INSERT e ne viene quindi eseguito il commit. Le due righe inserite rimangono nella tabella TestBatch dopo l'errore di run-time generato dalla terza istruzione INSERT a causa di un riferimento a una tabella non esistente.

CREATE TABLE TestBatch (ColA INT PRIMARY KEY, ColB CHAR(3));
GO
INSERT INTO TestBatch VALUES (1, 'aaa');
INSERT INTO TestBatch VALUES (2, 'bbb');
INSERT INTO TestBch VALUES (3, 'ccc');  -- Table name error.
GO
SELECT * FROM TestBatch;  -- Returns rows 1 and 2.
GO

Dati principali sui blocchi e sul controllo delle versioni delle righe

Per garantire l'integrità delle transazioni e mantenere la coerenza dei database quando più utenti accedono simultaneamente ai dati, nel motore di database vengono utilizzati i meccanismi seguenti:

  • Blocco

    Ogni transazione richiede blocchi di diversi tipi sulle risorse, ad esempio sulle righe, le pagine o le tabelle dalle quali è dipendente. I blocchi impediscono alle altre transazioni di modificare le risorse in modo tale da creare problemi alla transazione che richiede il blocco. Ogni transazione libera i relativi blocchi quando non è più dipendente dalle risorse bloccate.

  • Controllo delle versioni delle righe

    Quando viene attivato un livello di isolamento basato sul controllo delle versioni delle righe, nel motore di database vengono mantenute le versioni di ogni riga modificata. Anziché proteggere tutte le operazioni di lettura con blocchi, nelle applicazioni è possibile specificare che una transazione utilizza le versioni di riga per visualizzare la versione dei dati esistente all'inizio della transazione o dell’istruzioni, invece di proteggere tutto con blocchi. Se si utilizza il controllo delle versioni delle righe, le possibilità che un'operazione di lettura possa bloccare altre transazioni vengono ridotte al minimo.

L'utilizzo di blocchi e il controllo delle versioni delle righe impediscono agli utenti di leggere dati di cui non è stato eseguito il commit e di modificare simultaneamente gli stessi dati. Senza il blocco o il controllo delle versioni delle righe, le query eseguite sui dati potrebbero generare risultati imprevisti, restituendo dati di cui non è ancora stato eseguito il commit nel database.

Nelle applicazioni è possibile scegliere il livello di isolamento delle transazioni, ovvero il livello di protezione delle transazioni dalle modifiche eseguite da altre transazioni. Per personalizzare ulteriormente il comportamento in base ai requisiti specifici di dell’applicazione, è possibile specificare hint a livello di tabella per le singole istruzioni di Transact-SQL.

Gestire l'accesso ai dati simultaneo

Quando più utenti accedono a una risorsa contemporaneamente si parla di accesso simultaneo alla risorsa. L'accesso ai dati simultaneo richiede meccanismi per evitare gli effetti negativi derivanti dal tentativo, da parte di più utenti, di tentare di modificare le risorse che altri utenti stanno utilizzando in modo attivo.

Effetti della concorrenza

Le operazioni di modifica dei dati eseguite da un utente possono influire sulle operazioni di lettura o modifica degli stessi dati eseguite contemporaneamente da altri utenti. Tale fenomeno è denominato accesso simultaneo ai dati. Se il database non dispone di controllo della concorrenza, gli utenti potrebbero riscontrare i seguenti effetti collaterali:

  • Perdita di aggiornamenti

    Il problema della perdita degli aggiornamenti si verifica quando due o più transazioni selezionano la stessa riga, la quale viene quindi aggiornata in base al valore selezionato inizialmente. Ogni transazione non è, infatti, a conoscenza dell'esecuzione delle altre transazioni. L'ultimo aggiornamento pertanto sovrascrive quelli eseguiti in precedenza dalle altre transazioni, con conseguente perdita di dati.

    Si supponga, ad esempio, che due revisori creino una copia in formato elettronico del medesimo documento e successivamente modifichino e salvino la propria copia del documento. Con questa operazione la copia originale del documento viene sovrascritta e l'ultimo revisore che esegue il salvataggio sovrascrive la copia modificata dall'altro revisore. Questo problema potrebbe essere evitato impedendo a un revisore di accedere al file finché l'altro non abbia completato l'operazione ed eseguito il commit della transazione.

  • Dipendenza non sottoposta a commit (lettura dirty)

    La dipendenza non sottoposta a commit si verifica quando una transazione seleziona una riga mentre questa viene aggiornata da un'altra transazione. La seconda transazione legge i dati di cui non è ancora stato eseguito il commit, i quali potrebbero venire modificati dalla transazione che sta eseguendo l'aggiornamento della riga.

    Si supponga, ad esempio, che un revisore stia modificando un documento in formato elettronico e che un secondo revisore apra una copia del documento contenente tutte le modifiche apportate fino a quel momento e lo distribuisca ai destinatari del documento. Si supponga inoltre che il primo revisore decida di eliminare le modifiche apportate e quindi salvi il documento. In questo caso, il documento distribuito contiene modifiche non più esistenti e quindi da considerare come non più valide. Questo problema potrebbe essere evitato impedendo a tutti gli utenti di leggere il documento modificato fino a quando il primo revisore non salva definitivamente le modifiche ed esegue il commit della transazione.

  • Analisi inconsistente (lettura non ripetibile)

    L'analisi inconsistente si verifica quando una transazione accede più volte alla stessa riga e legge ogni volta dati diversi. Questo problema è molto simile alla dipendenza uncommitted, in quanto una transazione modifica i dati che una seconda transazione sta leggendo. Nel caso dell'analisi inconsistente, tuttavia, la transazione di modifica ha già eseguito il commit dei dati letti dalla transazione di lettura. Con l'analisi inconsistente vengono, inoltre, eseguite due o più operazioni di lettura della stessa riga e a ogni lettura le informazioni vengono modificate da un'altra transazione. Da ciò deriva il termine lettura non ripetibile.

    Si supponga, ad esempio, che un revisore legga lo stesso documento due volte e che nell'intervallo tra la prima e la seconda lettura l'autore del documento apporti alcune modifiche. Quando il revisore legge il documento la seconda volta, il testo risulta diverso, ovvero la lettura originale non è ripetibile. Questo problema potrebbe essere evitato impedendo all'autore di modificare il documento fino a quando il revisore non ha completato l'ultima lettura.

  • Lettura di righe fantasma

    Una lettura fantasma è una situazione che si verifica quando vengono eseguite due query identiche e la raccolta di righe restituite dalla seconda query risulta diversa. Nell'esempio seguente viene illustrato come può verificarsi questa condizione. Si supponga che le due transazioni seguenti vengano eseguite contemporaneamente. Le due istruzioni SELECT nella prima transazione possono restituire risultati diversi perché l'istruzione INSERT nella seconda transazione modifica i dati utilizzati da entrambe.

    --Transaction 1
BEGIN TRAN;

SELECT ID
FROM dbo.employee
WHERE ID > 5 AND ID < 10;

--The INSERT statement from the second transaction occurs here.

SELECT ID
FROM dbo.employee
WHERE ID > 5 and ID < 10;

COMMIT;

    --Transaction 2
BEGIN TRAN;
INSERT INTO dbo.employee (Id, Name)
VALUES(6 ,'New');

COMMIT;

  • Letture di righe mancanti e doppie provocate dagli aggiornamenti della riga

    • Riga aggiornata mancante o più visualizzazioni di una riga aggiornata

      Le transazioni eseguite al livello READ UNCOMMITTED (o istruzioni che utilizzano gli hint tabella NOLOCK) non generano blocchi condivisi per evitare che altre transazioni possano modificare i dati letti dalla transazione corrente. Le transazioni in esecuzione al livello READ COMMITTED generano blocchi condivisi, ma i blocchi di riga o pagina vengono rilasciati dopo la lettura della riga. In entrambi i casi, quando si esegue l'analisi di un indice, se un altro utente modifica la colonna della chiave di indice della riga durante la lettura, è possibile che la riga venga visualizzata nuovamente se la modifica principale sposta la riga di una posizione in avanti nell'analisi. Analogamente, la riga potrebbe non essere visualizzata se il cambio di chiave ha spostato la riga in una posizione già letta all'interno dell'indice. Per evitare questo problema, usare l'hint SERIALIZABLE o HOLDLOCK oppure il controllo delle versioni delle righe. Per ulteriori informazioni, vedere Hint di tabella (Transact-SQL).

    • Mancare una o più righe che non rappresentano l'obiettivo dell'aggiornamento

      Quando si usa READ UNCOMMITTED, se la query legge le righe usando un'analisi di ordine di allocazione (usando le pagine di IAM), è possibile che si verifichi una perdita di righe se un'altra transazione provoca la suddivisione di una pagina. Questo non si verifica quando si usa il livello di isolamento READ COMMITTED.

Tipi di concorrenza

Se molti utenti cercano di modificare contemporaneamente i dati di un database, è necessario implementare un sistema di controlli che impedisca che le modifiche apportate da una transazione danneggino il lavoro di un’altra transazione. Questa funzionalità è denominata controllo della concorrenza.

I metodi per l'applicazione del controllo della concorrenza rientrano in due diverse categorie:

  • Controllo della concorrenza pessimistica

    Un sistema di blocchi impedisce alle transazioni di modificare i dati con effetto su altre transazioni. Dopo che una transazione ha eseguito un'operazione che causa l'applicazione di un blocco, le altre transazioni non sono in grado di eseguire operazioni in conflitto con il blocco finché questo non viene rilasciato dal proprietario. Viene utilizzato l'aggettivo pessimistica in quanto questo tipo di controllo si utilizza principalmente in ambienti con elevata contesa dei dati, in cui il costo della protezione dei dati tramite i blocchi è inferiore al costo rappresentato dal rollback delle transazioni in caso di conflitti di concorrenza.

  • Controllo della concorrenza ottimistica

    Quando si utilizza il controllo della concorrenza ottimistica, la lettura delle transazioni non comporta il blocco dei dati. Quando una transazione esegue l'aggiornamento dei dati, il sistema verifica se i dati sono stati modificati da un altro utente dopo la lettura. Se un’altra transazione aggiorna i dati, si verifica un errore. In genere, la transazione per cui viene visualizzato l'errore esegue il rollback della transazione e ricomincia dall'inizio. Viene utilizzato l'aggettivo ottimistica in quanto questo tipo di controllo si utilizza principalmente in ambienti con ridotta contesa dei dati, in cui il costo dell'esecuzione occasionale del rollback di una transazione è minore rispetto al costo del blocco dei dati durante la lettura.

Il motore di database supporta entrambi i metodi di controllo della concorrenza. Gli utenti specificano il tipo di controllo della concorrenza selezionando i livelli di isolamento delle transazioni per le connessioni oppure le opzioni di concorrenza nei cursori. È possibile definire questi attributi usando le istruzioni di Transact-SQL o le proprietà e gli attributi delle API (Application Programming Interface) di database quali ADO, ADO.NET, OLE DB e ODBC.

Livelli di isolamento nel motore di database

Le transazioni specificano un livello di isolamento che definisce il grado di isolamento di una transazione dalle modifiche alle risorse o ai dati apportate da altre transazioni. I livelli di isolamento sono descritti in termini di effetti secondari consentiti sulla concorrenza, ad esempio letture dirty o fantasma.

I livelli di isolamento delle transazioni controllano gli elementi seguenti:

  • Se i blocchi vengono acquisiti alla lettura dei dati e quali tipi di blocchi vengono richiesti.
  • La durata dei blocchi di lettura.
  • Se un'operazione di lettura che fa riferimento a righe modificate da un'altra transazione:
    • Si blocca fino al rilascio del blocco esclusivo sulla riga.
    • Recupera la versione di cui è stato eseguito il commit della riga esistente al momento dell'avvio dell'istruzione o della transazione.
    • Legge la modifica dei dati di cui non è stato eseguito il commit.

Importante

La scelta di un livello di isolamento delle transazioni non ha effetto sui blocchi acquisiti per proteggere le modifiche dei dati. Una transazione ottiene sempre un blocco esclusivo su qualsiasi modifica dei dati, che mantiene fino al suo completamento, indipendentemente dal livello di isolamento impostato per la transazione. Per le operazioni di lettura, i livelli di isolamento delle transazioni definiscono essenzialmente il livello di protezione dagli effetti delle modifiche apportate da altre transazioni.

Un livello di isolamento inferiore aumenta la possibilità per un maggior numero di transazioni di accedere ai dati contemporaneamente, ma anche la quantità di effetti di concorrenza (ad esempio letture sbagliate o perdita di aggiornamenti) potenzialmente verificabili. Per contro, un livello di isolamento elevato riduce i tipi di effetti di concorrenza verificabili, ma richiede più risorse di sistema e aumenta le probabilità che una transazione ne blocchi un'altra. La scelta del livello di isolamento corretto dipende dal giusto equilibrio tra requisiti relativi all'integrità dei dati per l'applicazione e overhead di ogni livello di isolamento. Il livello di isolamento più elevato, SERIALIZABLE, garantisce che una transazione recuperi esattamente gli stessi dati a ogni ripetizione di un'operazione di lettura. Tuttavia, questo avviene applicando un livello di blocco che, probabilmente, avrà effetti su altre transazioni in sistemi multiutente. Il livello di isolamento minimo, READ UNCOMMITTED, è in grado di recuperare i dati modificati ma di cui non è stato eseguito il commit da altre transazioni. In READ UNCOMMITTED possono verificarsi tutti gli effetti secondari della concorrenza, ma l'assenza di blocco in lettura e di controllo delle versioni riduce al minimo l'overhead.

Livelli di isolamento del motore di database

Lo standard ISO definisce i livelli di isolamento seguenti, tutti supportati dal motore di database:

Livello di isolamento Definizione
READ UNCOMMITTED Il livello di isolamento delle transazioni più basso, sufficiente solo a garantire che i dati incostitenti fisicamente non vengano letti. In questo livello sono consentite le letture dirty, quindi una transazione può vedere le modifiche non ancora sottoposte al commit apportate da altre transazioni.
READ COMMITTED Consente a una transazione di leggere i dati letti in precedenza (ma non modificati) da un'altra transazione senza attendere che tale transazione venga completata. Nel motore di database i blocchi in scrittura (acquisiti sui dati selezionati) vengono mantenuti fino alla fine della transazione, ma i blocchi in lettura vengono rilasciati non appena viene eseguita l'operazione di lettura. Questo è l'allineamento per impostazione predefinita del motore di database.
REPEATABLE READ Nel motore di database i blocchi in scrittura e lettura acquisiti sui dati selezionati vengono mantenuti fino alla fine della transazione. Tuttavia dal momento che i blocchi di intervallo non sono gestiti, è possibile che si verifichino letture fantasma.
SERIALIZABLE Il livello più alto corrispondente all'isolamento completo di una transazione dall'altra. Nel motore di database i blocchi in scrittura e lettura acquisiti sui dati selezionati vengono mantenuti fino alla fine della transazione. I blocchi di intervallo vengono acquisiti quando un'operazione SELECT utilizza una clausola WHERE con intervallo per evitare letture fantasma.

Nota: è possibile che le operazioni e le transazioni DDL in tabelle replicate abbiano esito negativo quando è richiesto il livello di isolamento SERIALIZABLE. Ciò è dovuto al fatto che le query di replica utilizzano hint che possono essere incompatibili con il livello di isolamento SERIALIZABLE.

Il motore di database supporta anche due livelli di isolamento delle transazioni aggiuntivi che usano il controllo delle versioni delle righe. Uno è un'implementazione del livello di isolamento READ COMMITTED e uno è il livello di isolamento della transazione SNAPSHOT.

Livello di isolamento del controllo delle versioni delle righe Definizione
Read Committed Snapshot (RCSI) Quando l'opzione READ_COMMITTED_SNAPSHOT di database è impostata su ON, ovvero l'impostazione predefinita nel database SQL di Azure, il livello di isolamento READ COMMITTED usa il controllo delle versioni delle righe per garantire la coerenza di lettura a livello di istruzione. Le operazioni di lettura richiedono solo i blocchi di livello di tabella di stabilizzazione dello schema (Sch-S) e nessun blocco di pagina o di riga. Il motore di database utilizza il controllo delle versioni delle righe per presentare a ogni istruzione uno snapshot dei dati consistente dal punto di vista transazionale, rappresentativo dei dati esistenti al momento dell'avvio dell'istruzione. Non vengono utilizzati blocchi per proteggere i dati da aggiornamenti eseguiti da altre transazioni. Una funzione definita dall'utente può restituire dati sottoposti a commit dopo che è iniziata l'istruzione contenente l'UDF.

Quando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT è impostata su OFF, l'impostazione predefinita in SQL Server e nell’Istanza gestita di SQL di Azure, l'isolamento READ COMMITTED usa blocchi condivisi per evitare che altre transazioni modifichino le righe mentre la transazione corrente esegue un'operazione di lettura. I blocchi condivisi impediscono inoltre che l'istruzione possa leggere righe modificate da altre transazioni, fino al completamento di tali transazioni. Entrambe le implementazioni sono conformi alla definizione ISO di isolamento READ COMMITTED.
SNAPSHOT Il livello di isolamento dello snapshot utilizza il controllo delle versioni delle righe per assicurare consistenza in lettura a livello di transazioni. Le operazioni di lettura non acquisiscono blocchi di pagina o di riga, ma solo blocchi della tabella di stabilizzazione dello schema (Sch-S). Quando viene eseguita la lettura delle righe modificate da un'altra transazione, le operazioni di lettura recuperano la versione della riga esistente all'avvio della transazione. È possibile usare l'isolamento SNAPSHOT solo quando l'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION è impostata su ON. Per impostazione predefinita, questa opzione è impostata su OFF per i database utente in SQL Server e nell’Istanza gestita di SQL di Azure e impostata su ON per i database in database SQL di Azure.

Nota: il motore di database non supporta il controllo delle versioni dei metadati. Per questo motivo, esistono restrizioni sulle operazioni DDL che possono eseguite in una transazione esplicita che viene eseguita con l'isolamento dello snapshot. Le istruzioni DDL seguenti non sono consentite durante l’isolamento dello snapshot dopo un'istruzione BEGIN TRANSACTION: ALTER TABLE, CREATE INDEX, CREATE XML INDEX, ALTER INDEX, DROP INDEX, DBCC REINDEX, ALTER PARTITION FUNCTION, ALTER PARTITION SCHEME o qualsiasi istruzione DDL CLR (Common Language Runtime). Queste istruzioni sono consentite quando si usa l'isolamento dello snapshot all'interno di transazioni implicite. Per definizione, una transazione implicita è una sola istruzione che rende possibile l'applicazione della semantica dell'isolamento dello snapshot, anche con le istruzioni DDL. Le violazioni di questo principio possono causare l'errore 3961: Snapshot isolation transaction failed in database '%.*ls' because the object accessed by the statement has been modified by a DDL statement in another concurrent transaction since the start of this transaction. It is not allowed because the metadata is not versioned. A concurrent update to metadata could lead to inconsistency if mixed with snapshot isolation.

Nella tabella seguente vengono illustrati gli effetti secondari della concorrenza attivati dai diversi livelli di isolamento.

Livello di isolamento Lettura dirty Nonrepeatable read Fittizio
READ UNCOMMITTED Sì Sì Sì
READ COMMITTED No Sì Sì
REPEATABLE READ No No Sì
SNAPSHOT No No No
SERIALIZABLE No No No

Per altre informazioni sui tipi specifici di blocco o di controllo delle versioni delle righe controllati da ogni livello di isolamento della transazione, vedere SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL (Transact-SQL).

Per impostare i livelli di isolamento delle transazioni, è possibile utilizzare Transact-SQL o un'API di database.

Transact-SQL
Gli script di Transact-SQL usano l'istruzione SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL.

ADO
La proprietà IsolationLevel dell'oggetto Connection viene impostata su adXactReadUncommitted, adXactReadCommitted, adXactRepeatableRead o adXactReadSerializable dalle applicazioni ADO.

ADO.NET
Le applicazioni ADO.NET che usano lo spazio dei nomi gestito System.Data.SqlClient possono chiamare il metodo SqlConnection.BeginTransaction e impostare l'opzione IsolationLevel su Unspecified, Chaos, ReadUncommitted, ReadCommitted, RepeatableRead, Serializable o Snapshot.

OLE DB
Quando viene avviata una transazione, le applicazioni che usano la chiamata ITransactionLocal::StartTransaction OLE DB con isoLevel impostato su ISOLATIONLEVEL_READUNCOMMITTED, ISOLATIONLEVEL_READCOMMITTED, ISOLATIONLEVEL_REPEATABLEREAD, ISOLATIONLEVEL_SNAPSHOT o ISOLATIONLEVEL_SERIALIZABLE.

Quando si specifica il livello di isolamento della transazione in modalità autocommit, è possibile che le applicazioni OLE DB impostino DBPROP_SESS_AUTOCOMMITISOLEVELS della proprietà DBPROPSET_SESSION su DBPROPVAL_TI_CHAOS, DBPROPVAL_TI_READUNCOMMITTED, DBPROPVAL_TI_BROWSE, DBPROPVAL_TI_CURSORSTABILITY, DBPROPVAL_TI_READCOMMITTED, DBPROPVAL_TI_REPEATABLEREAD, DBPROPVAL_TI_SERIALIZABLE, DBPROPVAL_TI_ISOLATED o DBPROPVAL_TI_SNAPSHOT.

ODBC
Le applicazioni ODBC chiamano SQLSetConnectAttr con Attribute impostato su SQL_ATTR_TXN_ISOLATION e con ValuePtr impostato su SQL_TXN_READ_UNCOMMITTED, SQL_TXN_READ_COMMITTED, SQL_TXN_REPEATABLE_READ o SQL_TXN_SERIALIZABLE.

Per le transazioni snapshot, le applicazioni chiamano SQLSetConnectAttr con Attribute impostato su SQL_COPT_SS_TXN_ISOLATION e ValuePtr impostato su SQL_TXN_SS_SNAPSHOT. È possibile recuperare una transazione snapshot usando SQL_COPT_SS_TXN_ISOLATION o SQL_ATTR_TXN_ISOLATION.

Blocchi nel motore di database

I blocchi costituiscono un meccanismo utilizzato nel motore di database per sincronizzare l'accesso allo stesso dato eseguito contemporaneamente da più utenti.

Prima che una transazione acquisisca una dipendenza sullo stato corrente del dato, ad esempio mediante un'operazione di lettura o modifica dei dati, deve proteggersi dagli effetti di un'altra transazione che esegue operazioni di modifica sugli stessi dati. A tale scopo, la transazione richiede il blocco del dato. I blocchi sono caratterizzati da diverse modalità e possono ad esempio essere condivisi (S) o esclusivi (X). La modalità di blocco consente di definire il livello di dipendenza della transazione sui dati. Non è possibile concedere a una transazione un blocco che determina un conflitto con la modalità di blocco già concessa a un'altra transazione. Se una transazione richiede una modalità di blocco in conflitto con un blocco già concesso sugli stessi dati, il motore di database metterà in pausa la transazione richiedente fino al rilascio del primo blocco.

Quando una transazione modifica un dato, alcuni blocchi di protezione della modifica vengono mantenuti fino alla fine della transazione. La durata dei blocchi acquisiti da una transazione per proteggere le operazioni di lettura dipende dall'impostazione del livello di isolamento della transazione e dall'abilitazione o disabilitazione del blocco ottimizzato.

  • Quando il blocco ottimizzato non è abilitato, fino alla fine della transazione vengono mantenuti i blocchi di riga e di pagina necessari alle scritture.

  • Quando il blocco ottimizzato è abilitato, viene mantenuto solo un blocco di ID transazione (TID) fino al termine della transazione. Quando è impostato il livello di isolamento predefinito READ COMMITTED, le transazioni non mantengono i blocchi di riga e di pagina necessari alle scritture fino alla fine della transazione. In questo modo si riduce la memoria di blocco necessaria e si riduce il bisogno di escalation dei blocchi. Inoltre, quando è abilitato il blocco ottimizzato, l'ottimizzazione del blocco dopo la qualificazione (LAQ) valuta i predicati di una query in base alla versione della riga di cui è stato eseguito il commit più recente senza acquisire un blocco, migliorando la concorrenza.

I blocchi acquisiti da una transazione vengono rilasciati al completamento della transazione, ovvero in corrispondenza del commit o del rollback.

I blocchi non vengono in genere richiesti direttamente dalle applicazioni, I blocchi sono gestiti internamente da un componente del motore di database denominato Gestione blocchi. Quando un'istanza del motore di database elabora un'istruzione di Transact-SQL, il processore di query del motore di database determina le risorse a cui accedere. nonché i tipi di blocchi necessari per proteggere le singole risorse in base al tipo di accesso e all'impostazione del livello di isolamento della transazione. Query Processor richiede quindi i blocchi appropriati a Gestione blocchi, che li concede a meno che non si sia verificato un conflitto con blocchi acquisiti da altre transazioni.

Granularità dei blocchi e gerarchie

Il motore di database supporta il blocco con livelli di granularità diversi, che consente a una transazione di bloccare diversi tipi di risorse. Per ridurre al minimo il costo associato ai blocchi, il motore di database blocca automaticamente le risorse in base al livello più adatto all'attività. L'applicazione di un blocco con un livello di granularità inferiore, ad esempio a livello di riga, aumenta la concorrenza, ma anche l'overhead. Il numero dei blocchi da gestire infatti aumenta in modo proporzionale al numero di righe bloccate. L'applicazione di un blocco con un livello di granularità superiore, ad esempio a livello di tabella, comporta invece un aumento dei costi in termini di concorrenza, in quanto bloccando un'intera tabella viene impedito ad altre transazioni di accedere a qualsiasi parte della tabella. L'overhead tuttavia risulta inferiore perché il numero di blocchi da gestire è minore.

Il motore di database deve spesso acquisire blocchi a più livelli di granularità per proteggere completamente una risorsa. Un gruppo di blocchi a più livelli di granularità viene denominato gerarchia di blocchi. Ad esempio, per proteggere completamente una lettura di un indice, è possibile che un'istanza del motore di database debba acquisire blocchi condivisi sulle righe e blocchi di preventivi condivisi sulle pagine e sulla tabella.

La tabella seguente mostra le risorse che possono essere bloccate nel motore di database.

Risorsa Descrizione
RID ID di riga utilizzato per bloccare una singola riga all'interno di un heap.
KEY Blocco di riga per bloccare una singola riga in un indice albero B.
PAGE Pagina di database di 8 kilobyte (KB), ad esempio una pagina di dati o di indice.
EXTENT Gruppo contiguo di otto pagine, ad esempio di dati o di indice.
HoBT 1 Heap o albero B. Un blocco che protegge un albero B (indice) o l'heap delle pagine di dati in una tabella che non dispone di un indice cluster.
TABLE 1 Tabella intera, compresi tutti i dati e gli indici.
FILE File di database.
APPLICATION Risorsa specificata dall'applicazione.
METADATA Blocchi a livello di metadati.
ALLOCATION_UNIT Unità di allocazione.
DATABASE Intero database.
XACT 2 Blocco di ID transazione (TID) usato nel Blocco ottimizzato. Per altre informazioni, vedere blocco ID transazione (TID).

1 i blocchi HoBT e TABLE possono essere interessati dall'opzione LOCK_ESCALATION di ALTER TABLE.

2 Per ulteriori risorse di blocco disponibili per le risorse di blocco XACT, vedere Aggiunte di diagnostica per il blocco ottimizzato.

Modalità di blocco

Nel motore di database le risorse vengono bloccate in base a modalità di blocco diverse, che determinano il modo in cui le transazioni simultanee possono accedere alle risorse.

Nella tabella seguente sono illustrate le modalità di blocco delle risorse utilizzate nel motore di database.

Modalità blocco Descrizione
Condiviso (S) Blocco usato per operazioni di lettura che non comportano la modifica o l'aggiornamento dei dati, ad esempio l'istruzione SELECT.
Aggiornamento (U) Blocco utilizzato per risorse che possono essere aggiornate. Impedisce un tipo comune di deadlock che si verifica quando più sessioni leggono e bloccano le risorse ed eventualmente ne eseguono l'aggiornamento in un momento successivo.
Esclusivo (X) Blocco usato per operazioni di modifica dei dati, ad esempio INSERT, UPDATE o DELETE. Garantisce che non possano essere eseguiti più aggiornamenti simultanei della stessa risorsa.
Intent Blocco utilizzato per definire una gerarchia di blocchi. Tra i tipi di blocchi preventivi sono inclusi i blocchi preventivi condivisi (IS), i blocchi preventivi esclusivi (IX) e i blocchi preventivi esclusivi condivisi (SIX).
Schema Blocco utilizzato quando è in esecuzione un'operazione dipendente dallo schema della tabella. Tra i tipi di blocchi di schema sono inclusi i blocchi di modifica dello schema (Sch-M) e i blocchi di stabilità dello schema (Sch-S).
Aggiornamento bulk (BU) Blocco usato durante le operazioni di copia bulk dei dati in una tabella con hint TABLOCK.
Intervalli di chiavi Modalità che consente di proteggere l'intervallo di righe lette da una query quando si utilizza il livello di isolamento della transazione SERIALIZABLE. Garantisce che le altre transazioni non possano inserire righe da includere nelle query della transazione SERIALIZABLE se le query sono state nuovamente eseguite.

Blocchi condivisi

I blocchi condivisi (S) consentono la lettura di una risorsa da parte di transazioni simultanee con il controllo della concorrenza pessimistica senza che altre transazioni possano modificare i dati mentre il blocco condiviso (S) è applicato alla risorsa. I blocchi condivisi (S) applicati a una risorsa vengono rilasciati non appena viene completata l'operazione di lettura, a meno che il livello di isolamento della transazione non sia stato impostato su REPEATABLE READ o superiore oppure non sia in uso l'hint di blocco per mantenere attivo il blocco condiviso (S) per l'intera durata della transazione.

Blocchi di aggiornamento

Il motore di database inserisce blocchi di aggiornamento (U) durante la preparazione all'esecuzione di un aggiornamento. I blocchi U sono compatibili con i blocchi S, ma su una determinata risorsa solo una transazione può contenere un blocco U alla volta. Un'informazione da tenere a mente è che molte transazioni simultanee possono contenere blocchi S, ma solo una transazione può contenere un blocco U su una risorsa. Per aggiornare una riga, i blocchi di aggiornamento (U) vengono infine aggiornati a blocchi esclusivi (X).

I blocchi di aggiornamento (U) possono essere acquisiti anche da istruzioni diverse da UPDATE, quando viene specificata l'hint di tabella UPDLOCK nell'istruzione.

  • Alcune applicazioni usano il criterio "seleziona una riga, quindi aggiorna la riga" che prevede che all'interno della transazione lettura e scrittura siano separate in modo esplicito. In questo caso, se il livello di isolamento è REPEATABLE READ o SERIALIZABLE, gli aggiornamenti simultanei possono causare un deadlock, come indicato di seguito:

    Una transazione legge i dati, acquisisce un blocco condiviso (S) sulla risorsa, quindi modifica i dati. Quest'ultima operazione comporta la conversione del blocco in un blocco esclusivo (X). Se due transazioni acquisiscono blocchi in modalità condivisa (S) su una risorsa e quindi eseguono un tentativo simultaneo di aggiornamento dei dati, una delle due transazioni eseguirà il tentativo di conversione del blocco in un blocco esclusivo (X). La conversione di un blocco da condiviso a esclusivo non può essere eseguita immediatamente, in quanto il blocco esclusivo (X) relativo a una transazione non è compatibile con il blocco condiviso (S) relativo all'altra transazione. Si verifica pertanto un'attesa di blocco. La seconda transazione tenta di acquisire un blocco esclusivo (X) per la propria operazione di aggiornamento. Poiché, tuttavia, entrambe le transazioni eseguono una conversione in blocco esclusivo (X) e ogni transazione è in attesa che l'altra rilasci il blocco condiviso (S), si verifica un deadlock.

    Nel livello di isolamento READ COMMITTED, per impostazione predefinita, i blocchi S sono di breve durata, rilasciati non appena vengono usati. Anche se il deadlock descritto in precedenza è ancora possibile, è molto meno probabile con blocchi di breve durata.

    Per evitare questo tipo di deadlock, le applicazioni possono seguire un criterio "seleziona una riga con hint UPDLOCK, quindi aggiorna la riga".

  • Se l'hint UPDLOCK viene usato in una scrittura quando si sta utilizzando l’isolamento SNAPSHOT, la transazione deve avere accesso alla versione più recente della riga. Se l'ultima versione non è più visibile, è possibile ricevere Msg 3960, Level 16, State 2 Snapshot isolation transaction aborted due to update conflict. Per un esempio, vedere Uso dell'isolamento snapshot.

Blocchi esclusivi

I blocchi esclusivi (X) impediscono l'accesso a una risorsa da parte di transazioni simultanee. Con un blocco esclusivo (X), nessun'altra transazione può modificare i dati protetti dal blocco. Le operazioni di lettura possono essere eseguite solo utilizzando l'hint NOLOCK o il livello di isolamento READ UNCOMMITTED.

Le istruzioni di modifica dei dati, ad esempio INSERT, UPDATE e DELETE, combinano entrambe le operazioni di lettura e di modifica. L'istruzione esegue innanzitutto le operazioni di lettura per acquisire dati prima di eseguire le operazioni di modifica necessarie. Le istruzioni di modifica dei dati, pertanto, richiedono in genere blocchi sia condivisi che esclusivi. Un'istruzione UPDATE, ad esempio, potrebbe comportare la modifica di righe in una tabella basata su un join con un'altra tabella. In questo caso, l'istruzione UPDATE richiede blocchi condivisi sulle righe lette nella tabella di join, nonché blocchi esclusivi sulle righe aggiornate.

Blocchi preventivi

Nel motore di database vengono utilizzati blocchi preventivi per proteggere l'applicazione di un blocco condiviso (S) o esclusivo (X) su una risorsa di livello inferiore nella gerarchia di blocchi. I blocchi preventivi, in inglese "intent lock", sono così denominati in quanto vengono acquisiti prima di un blocco a un livello inferiore e, pertanto, indicano l'intenzione di applicare blocchi a livelli inferiori.

I blocchi preventivi rispondono ai due obiettivi seguenti:

  • Impedire alle altre transazioni di modificare la risorsa di livello superiore in un modo che annullerebbe la validità del blocco applicato al livello inferiore.
  • Aumentare l'efficacia del motore di database nel rilevare i conflitti tra blocchi a un livello di granularità superiore.

Un blocco preventivo condiviso, ad esempio, viene richiesto a livello di tabella prima che nelle pagine o nelle righe all'interno della tabella vengano richiesti blocchi condivisi (S). L'impostazione di un blocco preventivo a livello di tabella consente di impedire l'acquisizione successiva da parte delle altre transazioni di un blocco esclusivo (X) sulla tabella contenente la pagina specifica. I blocchi preventivi garantiscono prestazioni migliori, in quanto per determinare se una transazione può acquisire un blocco sulla tabella, nel motore di database vengono esaminati questi tipi di blocchi solo a livello di tabella. In questo modo, l'esame di ogni singola riga o pagina della tabella non risulta più necessario.

Tra i blocchi preventivi sono inclusi i blocchi preventivi condivisi (IS), i blocchi preventivi esclusivi (IX) e i blocchi preventivi esclusivi condivisi (SIX).

Modalità blocco Descrizione
Preventivo condiviso (IS) Consente di proteggere i blocchi condivisi richiesti o acquisiti su alcune risorse, ma non tutte, di livello inferiore nella gerarchia.
Blocco preventivo esclusivo (IX) Consente di proteggere i blocchi esclusivi richiesti o acquisiti su alcune risorse, ma non tutte, di livello inferiore nella gerarchia. IX rappresenta un superset di IS e consente inoltre di proteggere la richiesta di blocchi condivisi sulle risorse di livello inferiore.
Blocco condiviso preventivo esclusivo (SIX) Consente di proteggere i blocchi condivisi richiesti o acquisiti su tutte le risorse di livello inferiore nella gerarchia e i blocchi preventivi esclusivi su alcune risorse, ma non tutte, di livello inferiore. I blocchi IS simultanei possono essere applicati alle risorse di livello principale. L'acquisizione di un blocco SIX su una tabella, ad esempio, comporta inoltre l'acquisizione di blocchi preventivi esclusivi sulle pagine di cui è in corso la modifica e di blocchi esclusivi sulle righe modificate. In un momento specifico è possibile impostare su ogni risorsa un solo blocco SIX per impedire aggiornamenti della risorsa da parte di altre transazioni, le quali, tuttavia, possono leggere le risorse di livello inferiore nella gerarchia ottenendo blocchi IS a livello di tabella.
Aggiornamento preventivo (IU) Consente di proteggere i blocchi di aggiornamento richiesti o acquisiti su tutte le risorse di livello inferiore nella gerarchia. I blocchi IU vengono utilizzati solo sulle pagine. I blocchi IU vengono convertiti in blocchi IX se viene eseguita un'operazione di aggiornamento.
Condiviso preventivo aggiornamento (SIU) Combinazione di blocchi S e IU, in seguito all'acquisizione di tali blocchi in modo distinto e simultaneo mantenendo entrambi i blocchi. Una transazione, ad esempio, esegue una query con l'hint PAGLOCK e quindi effettua un'operazione di aggiornamento. La query con l'hint PAGLOCK acquisisce il blocco S, mentre l'operazione di aggiornamento acquisisce il blocco IU.
Aggiornamento preventivo esclusivo (UIX) Combinazione di blocchi U e IX, in seguito all'acquisizione di tali blocchi in modo distinto e simultaneo mantenendo entrambi i blocchi.

Blocchi di schema

Nel motore di database di i blocchi di modifica dello schema (Sch-M) vengono utilizzati durante un'operazione DDL (Data Definition Language) su una tabella, ad esempio l'aggiunta di una colonna o l'eliminazione di una tabella. Finché viene mantenuto attivo, il blocco Sch-M impedisce l'accesso simultaneo alla tabella. Questo significa che il blocco Sch-M blocca tutte le operazioni esterne finché non viene rilasciato.

Alcune operazioni DML (Data Manipulation Language), ad esempio il troncamento delle tabelle, utilizzano i blocchi Sch-M per impedire l'accesso alle tabelle interessate da parte di operazioni simultanee.

Nel motore di database vengono utilizzati i blocchi di stabilità dello schema (Sch-S) durante la compilazione e l'esecuzione delle query. I blocchiSch-S non escludono i blocchi transazionali, inclusi i blocchi esclusivi (X). Durante la compilazione di una query è pertanto possibile continuare l'esecuzione di altre transazioni, incluse quelle che prevedono blocchi X su tabelle. Tuttavia, le operazioni DDL simultanee e le operazioni DML simultanee che acquisiscono i blocchi Sch-M vengono bloccate dai blocchi Sch-S.

Blocchi di aggiornamento in bulk

I blocchi aggiornamenti bulk (BU) consentono a più thread di eseguire operazioni simultanee di caricamento bulk dei dati nella stessa tabella, impedendo l'accesso alla tabella ai processi che non eseguono il caricamento bulk. Nel motore di database vengono utilizzati i blocchi di aggiornamento in bulk (BU) quando vengono soddisfatte entrambe le condizioni seguenti.

  • Si utilizza l'istruzione Transact-SQL BULK INSERT o la funzione OPENROWSET(BULK), oppure si utilizza uno dei comandi Bulk Insert dell'API, ad esempio .NET SqlBulkCopy, le API Fast Load di OLEDB o le API Bulk Copy di ODBC per eseguire la copia bulk dei dati in una tabella.
  • L'hint TABLOCK è specificato o l'opzione della tabella table lock on bulk load è impostata tramite sp_tableoption.

Suggerimento

A differenza dell'istruzione BULK INSERT, che contiene un blocco di aggiornamento bulk (BU) meno restrittivo, l'istruzione INSERT INTO...SELECT con l'hint TABLOCK contiene un blocco esclusivo (IX) nella tabella. che non consente di inserire righe utilizzando operazioni di inserimento parallele.

Blocchi di intervalli di chiavi

I blocchi di intervalli di chiavi consentono di proteggere un intervallo di righe incluse in modo implicito in un set di record letto da un'istruzione di Transact-SQL quando si utilizza il livello di isolamento della transazione SERIALIZABLE. Il blocco di intervalli di chiavi impedisce le letture fantasma, Tramite la protezione degli intervalli di chiavi tra righe, tali blocchi impediscono inserimenti o eliminazioni fantasma in un recordset a cui accede una transazione.

Compatibilità tra blocchi

La compatibilità tra blocchi consente di stabilire se più transazioni possono acquisire blocchi sulla stessa risorsa contemporaneamente. Se una risorsa è già bloccata da un'altra transazione, è possibile autorizzare una nuova richiesta di blocco solo se la modalità di blocco richiesta è compatibile con quella esistente. Se la modalità del blocco richiesto non è compatibile con il blocco esistente, la transazione che richiede il nuovo blocco deve attendere il rilascio del blocco esistente oppure la scadenza dell'intervallo del timeout blocco. Non vi sono, ad esempio, modalità di blocco compatibili con i blocchi esclusivi. In caso di presenza di un blocco esclusivo (X), nessun'altra transazione può acquisire altri blocchi di qualsiasi tipo, ovvero condivisi, di aggiornamento o esclusivi, sulla stessa risorsa fino a quando il blocco esclusivo (X) non viene rilasciato. Se invece è stato applicato a una risorsa un blocco condiviso (S), le altre transazioni possono acquisire un blocco condiviso o un blocco di aggiornamento (U) sulla stessa risorsa anche prima del completamento della prima transazione. Le altre transazioni, tuttavia, possono acquisire un blocco esclusivo solo dopo il rilascio del blocco condiviso.

La tabella seguente illustra la compatibilità delle modalità di blocco più comuni.

Modalità concessa esistente IS S U IX SIX X
Modalità richiesta
Preventivo condiviso (IS) Sì Sì Sì Sì Sì No
Condiviso (S) Sì Sì Sì No No No
Aggiornamento (U) Sì Sì No No No No
Blocco preventivo esclusivo (IX) Sì No No Sì No No
Blocco condiviso preventivo esclusivo (SIX) Sì No No No No No
Esclusivo (X) No No No No No Numero

Nota

I blocchi preventivi esclusivi (IX) sono compatibili con la modalità di blocco IX perché IX prevede l'intenzione di aggiornamento solo di alcune righe e non di tutte. Altre transazioni possono pertanto accedere alle risorse per la lettura o l'aggiornamento di alcune righe, a condizione che non utilizzino le righe già in fase di aggiornamento. Se viene eseguito il tentativo di aggiornare la stessa riga da parte di due transazioni, a entrambe viene concesso il blocco IX a livello di tabella e pagina. Un blocco X a livello di riga viene tuttavia concesso a una delle transazioni. L'altra transazione dovrà rimanere in attesa fino alla rimozione di tale blocco.

Usare la tabella seguente per determinare la compatibilità di tutte le modalità di blocco disponibili nel motore di database.

Diagramma che mostra una matrice di conflitti di blocco e compatibilità.

Chiave Descrizione
N Nessun conflitto
I Illegale
A Conflitto
NL Nessun blocco
SCH-S Blocco di stabilità dello schema
SCH-M Blocco di modifica dello schema
S Condiviso
U Update
X Esclusivo
IS Finalità condivisa
UI Aggiornamento finalità
IX Finalità esclusiva
SIU Condividere con l'aggiornamento delle finalità
SIX Condividere con finalità esclusive
UIX Aggiornare con finalità esclusive
BU Aggiornamento in blocco
RS-S Condiviso intervallo condiviso
RS-U Aggiornamento dell'intervallo condiviso
RI-N Inserisci range-null
RI-S Inserisci intervallo condiviso
RI-U Inserisci intervallo-aggiornamento
RI-X Inserisci intervallo esclusivo
RX-S Intervallo esclusivo condiviso
RX-U Aggiornamento esclusivo dell'intervallo
RX-X Esclusivo intervallo esclusivo

Blocco di intervalli di chiavi

I blocchi di intervalli di chiavi consentono di proteggere un intervallo di righe incluse in modo implicito in un set di record letto da un'istruzione di Transact-SQL quando si utilizza il livello di isolamento della transazione SERIALIZABLE. Col livello di isolamento SERIALIZABLE, una query eseguita durante una transazione deve ottenere sempre lo stesso set di righe ogni volta che viene eseguita all'interno della stessa transazione. Il blocco di intervalli di chiavi soddisfa questo requisito impedendo ad altre transazioni di inserire nuove righe le cui chiavi rientrerebbero nell'intervallo di chiavi letto dalla transazioneSERIALIZABLE .

Il blocco di intervalli di chiavi impedisce le letture fantasma, nonché gli inserimenti fantasma in un recordset a cui accede una transazione attraverso la protezione degli intervalli di chiavi tra le righe.

Il blocco di intervalli di chiavi viene applicato a un indice specificando i valori iniziale e finale delle chiavi. In questo modo si impedisce ogni tentativo di inserimento, aggiornamento o eliminazione di una riga con un valore di chiave che rientra nell'intervallo in quanto tali operazioni dovrebbero acquisire un blocco sull'indice. Ad esempio, una transazione SERIALIZABLE può eseguire un'istruzione SELECT che legge tutte le righe i cui valori di chiave corrispondono alla condizione BETWEEN 'AAA' AND 'CZZ'. Un blocco di intervalli di chiavi applicato ai valori di chiave compresi tra 'AAA' e 'CZZ' impedisce ad altre transazioni di inserire righe con valori di chiave all'interno di tale intervallo, ad esempio 'ADG', 'BBD' o 'CAL'.

Modalità di blocco di intervalli di chiavi

I blocchi di intervalli di chiavi includono sia un componente intervallo sia un componente riga nel formato intervallo-riga:

  • Intervallo indica la modalità di blocco che protegge l'intervallo di righe compreso tra due voci di indice consecutive.
  • Riga indica la modalità di blocco che protegge la voce di indice.
  • Modalità indica la modalità di blocco combinato utilizzata. Le modalità di blocco di intervalli di chiavi sono composte da due parti: La prima parte rappresenta il tipo di blocco usato per bloccare l'intervallo di indici (RangeT), mentre la seconda rappresenta il tipo di blocco usato per bloccare una chiave specifica (K). Le due parti sono unite da un segno meno (-), ad esempio RangeT-K.
Intervallo Riga Modalità Descrizione
RangeS S RangeS-S Intervallo condiviso, blocco di risorsa condiviso, analisi intervallo SERIALIZABLE.
RangeS U RangeS-U Intervallo condiviso, blocco di risorsa di aggiornamento; analisi aggiornamento SERIALIZABLE.
RangeI Null RangeI-N Intervallo di inserimento, blocco di risorsa Null; utilizzato per verificare gli intervalli prima di inserire una nuova chiave nell'indice.
RangeX X RangeX-X Intervallo esclusivo, blocco di risorsa esclusivo; utilizzato per aggiornare una chiave di un intervallo.

Nota

La modalità di blocco Null interna è compatibile con tutti gli altri tipi di blocco.

Le modalità di blocco di intervalli di chiavi sono basate sulla matrice di compatibilità illustrata di seguito che stabilisce quali blocchi sono compatibili con quelli ottenuti dalla sovrapposizione di chiavi e intervalli.

Modalità concessa esistente S U X RangeS-S RangeS-U RangeI-N RangeX-X
Modalità richiesta
Condiviso (S) Sì Sì No Sì Sì Sì No
Aggiornamento (U) Sì No No Sì No Sì No
Esclusivo (X) No No No No No Sì No
RangeS-S Sì Sì No Sì Sì No No
RangeS-U Sì No No Sì No No No
RangeI-N Sì Sì Sì No No Sì No
RangeX-X No No No No No No No

Blocchi di conversione

I blocchi di conversione vengono creati quando un blocco di intervalli di chiavi è sovrapposto a un altro blocco.

Blocco 1 Blocco 2 Blocco di conversione
S RangeI-N RangeI-S
U RangeI-N RangeI-U
X RangeI-N RangeI-X
RangeI-N RangeS-S RangeX-S
RangeI-N RangeS-U RangeX-U

I blocchi di conversione possono essere osservati per un breve periodo di tempo in diverse circostanze complesse, in alcuni casi durante l'esecuzione di processi simultanei.

Analisi intervallo serializzabile, recupero singleton, eliminazione e inserimento

Il blocco di intervalli di chiavi garantisce la serializzabilità quando si eseguono le operazioni seguenti:

  • Query di analisi intervallo
  • Recupero singleton di righe inesistenti
  • Operazione di eliminazione
  • Operazione di inserimento

Prima di eseguire un blocco di intervalli di chiavi, è necessario che siano soddisfatte le condizioni seguenti:

  • Il livello di isolamento della transazione deve essere impostato su SERIALIZABLE.
  • Query Processor deve utilizzare un indice per implementare il predicato di filtro dell'intervallo. La clausola WHERE in un'istruzione SELECT potrebbe, ad esempio, stabilire una condizione di intervallo con il predicato seguente: ColumnX BETWEEN N'AAA' AND N'CZZ'. Un blocco di intervalli di chiavi può essere acquisito solo se ColumnX è coperto da una chiave di indice.

Esempi

Gli esempi di blocco di intervalli di chiavi illustrati si basano sulla tabella e sull'indice seguenti.

Diagramma di un esempio di un albero B.

Query di analisi intervallo

Per assicurare che una query per l'analisi di intervalli sia serializzabile, è necessario che la query restituisca gli stessi risultati a ogni esecuzione all'interno della stessa transazione. Altre transazioni non devono inserire nuove righe nella query per l'analisi di intervalli in quanto le righe potrebbero diventare inserimenti fantasma. Nella query seguente vengono ad esempio utilizzati la tabella e l'indice illustrati nella figura precedente:

SELECT name
FROM mytable
WHERE name BETWEEN 'A' AND 'C';

I blocchi di intervalli di chiavi vengono applicati alle voci di indice che corrispondono all'intervallo delle righe in cui il nome è compreso tra i valori Adam e Dale, in modo da impedire l'aggiunta o l'eliminazione di nuove righe qualificate nella query precedente. Sebbene il primo nome dell'intervallo sia Adam, il blocco di intervalli di chiavi in modalità RangeS-S applicato a questa voce di indice impedisce l'aggiunta prima del Adam di nuovi nomi che iniziano con la lettera A, ad esempio Abigail. In modo analogo, il blocco di intervalli di chiavi RangeS-S applicato alla voce di indice per Dale impedisce l'aggiunta dopo Carlos di nuovi nomi che iniziano con la lettera C, ad esempio Clive.

Nota

Il numero di blocchi RangeS-S mantenuti attivi è n+1, dove n è il numero di righe che soddisfano la query.

Recupero singleton di dati inesistenti

Se una query di una transazione tenta di selezionare una riga inesistente, la successiva esecuzione della query all'interno della stessa transazione deve restituire il medesimo risultato. A nessun'altra transazione è consentito inserire la riga inesistente. Si consideri ad esempio la query seguente:

SELECT name
FROM mytable
WHERE name = 'Bill';

Un blocco di intervalli di chiavi viene applicato alla voce di indice corrispondente all'intervallo di nomi compreso tra Ben e Bing in quanto il nome Bill verrebbe incluso alfabeticamente tra queste due voci di indice. Il blocco di intervalli di chiavi in modalità RangeS-S viene applicato alla voce di indice Bing, impedendo così ad altre transazioni di inserire valori, ad esempio Bill, tra le voci di indice Ben e Bing.

Operazione di eliminazione senza il blocco ottimizzato

Quando viene eliminata una riga in una transazione, l'intervallo a cui appartiene tale riga non deve necessariamente rimanere bloccato per l'intera durata della transazione che esegue l'operazione di eliminazione. Per mantenere la serializzabilità è infatti sufficiente bloccare il valore della chiave eliminata fino al termine della transazione. Si consideri ad esempio l'istruzione DELETE seguente:

DELETE mytable
WHERE name = 'Bob';

Alla voce di indice corrispondente al nome Bob viene applicato un blocco esclusivo (X). Altre transazioni possono inserire o eliminare valori prima o dopo la riga col valore Bob che si sta eliminando. Però, qualsiasi tentativo di lettura, inserimento o eliminazione delle righe con valore Bob vengono bloccati fino a quando non viene eseguito il commit o il rollback della transazione che esegue l'eliminazione. (L'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT e il livello di isolamento SNAPSHOT consentono anche da un controllo delle versioni delle righe le letture dello stato di cui è stato eseguito il commit in precedenza.)

È possibile eliminare intervalli usando tre modalità di blocco di base, ovvero il blocco di riga, il blocco di pagina o il blocco di tabella. La strategia di blocco, ovvero il blocco a livello di pagina, di tabella o di riga, viene scelta da Query Optimizer o specificata dall'utente tramite hint di Query Optimizer, ad esempio ROWLOCK, PAGLOCK, o TABLOCK. Se si utilizza PAGLOCK o TABLOCK, il motore di database rilascia immediatamente la pagina di indice, se vengono eliminate tutte le righe dalla pagina. Quando invece si utilizza ROWLOCK, le righe eliminate vengono semplicemente contrassegnate come eliminate e vengono rimosse dalla pagina di indice in un momento successivo tramite un processo in background.

Operazione di eliminazione con il blocco ottimizzato

Quando si elimina una riga all'interno di una transazione, i blocchi di riga e di pagina vengono acquisiti e rilasciati in modo incrementale e non vengono mantenuti per la durata della transazione. Si consideri ad esempio l'istruzione DELETE seguente:

DELETE mytable
WHERE name = 'Bob';

Un blocco TID viene posizionato su tutte le righe modificate per la durata della transazione. Un blocco viene acquisito nel TID delle righe di indice corrispondenti al valore Bob. Con il blocco ottimizzato i blocchi di pagina e di riga continuano a essere acquisiti per gli aggiornamenti, ma tutte le pagine e i blocchi di riga vengono rilasciati al completamento dell'aggiornamento di ciascuna riga. Il blocco TID impedisce che le righe siano aggiornate fino al completamento della transazione. I tentativi di lettura, inserimento o eliminazione delle righe con valore Bob vengono bloccati fino a quando non viene eseguito il commit o il rollback della transazione che esegue l'eliminazione. (L'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT e il livello di isolamento SNAPSHOT consentono anche da un controllo delle versioni delle righe le letture dello stato di cui è stato eseguito il commit in precedenza.)

In caso contrario, i meccanismi di blocco di un'operazione di eliminazione sono uguali a quelli privi di blocchi ottimizzati.

Operazione di inserimento senza il blocco ottimizzato

Quando si inserisce una riga in una transazione, l'intervallo in cui è compresa non deve essere bloccato per l'intera durata della transazione che esegue l'operazione di inserimento. Per mantenere la serializzabilità è infatti sufficiente bloccare il valore della chiave inserita fino al termine della transazione. Si consideri ad esempio l'istruzione INSERT seguente:

INSERT mytable VALUES ('Dan');

Il blocco di intervalli di chiavi in modalità RangeI-N viene inserito nella voce di indice corrispondente al nome David per verificare l'intervallo. Se il blocco viene concesso, viene inserita una riga dal valore Dan e viene impostato un blocco esclusivo (X) su di essa. Il blocco di intervalli di chiavi in modalità RangeI-N è necessario solo per verificare l'intervallo e non viene mantenuto attivo per l'intera durata della transazione che esegue l'operazione di inserimento. Altre transazioni possono inserire o eliminare valori prima o dopo il aver inserito la riga col valore Dan. Le transazioni che tuttavia tentano di leggere, inserire o eliminare la riga con valore Dan sono bloccate fino a quando non viene eseguito il commit o il rollback della transazione di inserimento.

Operazione di inserimento con il blocco ottimizzato

Quando si inserisce una riga in una transazione, l'intervallo in cui è compresa non deve essere bloccato per l'intera durata della transazione che esegue l'operazione di inserimento. I blocchi di riga e di pagina vengono raramente acquisiti, solo quando è in corso una ricompilazione dell'indice online o quando sono presenti transazioni SERIALIZABLE simultanee. Se vengono acquisiti blocchi di riga e di pagina, questi vengono rilasciati rapidamente e non vengono mantenuti per la durata della transazione. Per mantenere la serializzabilità è infatti sufficiente applicare il blocco TID esclusivo al valore della chiave inserita fino al termine della transazione. Si consideri ad esempio l'istruzione INSERT seguente:

INSERT mytable VALUES ('Dan');

Con il blocco ottimizzato viene acquisito un blocco RangeI-N solo se nell'istanza è presente almeno una transazione che usa il livello di isolamento SERIALIZABLE. Il blocco di intervalli di chiavi in modalità RangeI-N viene inserito nella voce di indice corrispondente al nome David per verificare l'intervallo. Se il blocco viene concesso, viene inserita una riga dal valore Dan e viene impostato un blocco esclusivo (X) su di essa. Il blocco di intervalli di chiavi in modalità RangeI-N è necessario solo per verificare l'intervallo e non viene mantenuto attivo per l'intera durata della transazione che esegue l'operazione di inserimento. Altre transazioni possono inserire o eliminare valori prima o dopo il aver inserito la riga col valore Dan. Le transazioni che tuttavia tentano di leggere, inserire o eliminare la riga con valore Dan sono bloccate fino a quando non viene eseguito il commit o il rollback della transazione di inserimento.

Escalation blocchi

Per escalation di blocchi si intende il processo di conversione di molti blocchi con granularità fine in blocchi con granularità grossolana, un processo che riduce i costi generali del sistema e aumenta la probabilità di contesa di concorrenza.

L'escalation blocchi si comporta in modo diverso in base allo stato di abilitazione del blocco ottimizzato.

Escalation blocchi senza blocco ottimizzato

Man mano che acquisisce blocchi di basso livello, il motore di database inserisce anche blocchi preventivi negli oggetti contenenti gli oggetti di basso livello:

  • Quando si bloccano gli intervalli di righe o di chiavi di indice, il motore di database inserisce un blocco preventivo nelle pagine contenenti le chiavi o le righe.
  • Quando si bloccano pagine, il motore di database inserisce un blocco preventivo negli oggetti di livello superiore contenenti le pagine. Oltre al blocco preventivo nell'oggetto, i blocchi di pagina preventivi sono richiesti negli oggetti seguenti:
    • Pagine a livello foglia di indici non cluster
    • Pagine di dati di indici cluster
    • Pagine di dati heap

Il motore di database potrebbe bloccare sia la riga che la pagina per la stessa istruzione per ridurre al minimo il numero di blocchi e la probabilità che si renda necessaria l'escalation blocchi. Il motore di database potrebbe, ad esempio, inserire blocchi di pagina in un indice non cluster, se è selezionato un numero sufficiente di chiavi contigue nel nodo dell'indice per soddisfare la query, e blocchi di riga nell’indice cluster o heap.

Per eseguire l'escalation blocchi, il motore di database tenta di modificare il blocco preventivo della tabella nel blocco completo corrispondente, modificando, ad esempio, un blocco preventivo esclusivo (IX) in un blocco esclusivo (X) o un blocco preventivo condiviso (IS) in un blocco condiviso (S). Se il tentativo di escalation blocchi ha esito positivo e viene acquisito il blocco di tabella completo, tutti i blocchi HoBT, di pagina (PAGE) o a livello di riga (RID, KEY) mantenuti dalla transazione nell'heap o nell'indice vengono rilasciati. Se non è possibile acquisire un blocco completo, non viene eseguita alcuna escalation blocchi e il motore di database continua ad acquisire blocchi a livello di riga, chiave o pagina.

Il motore di database non esegue l'escalation di blocchi di intervallo di chiavi o a livello di riga in blocchi a livello di pagina, ma direttamente in blocchi di tabella. Analogamente, i blocchi a livello di pagina vengono sempre inoltrati ai blocchi di tabella. Il blocco delle tabelle partizionate può essere alzato al livello HoBT per la partizione associata anziché al blocco della tabella. In un blocco a livello HoBT non vengono necessariamente bloccati gli HoBT allineati della partizione.

Nota

In genere i blocchi a livello HoBT aumentano la concorrenza, ma rendono più probabili i deadlock se le transazioni che bloccano partizioni diverse espandono i propri blocchi esclusivi alle altre partizioni. In rari istanze, la granularità del blocco TABLE potrebbe offrire prestazioni migliori.

Se un tentativo di escalation blocchi ha esito negativo a causa di blocchi in conflitto mantenuti da transazioni simultanee, il motore di database ritenta l'escalation blocchi ogni 1.250 blocchi aggiuntivi acquisiti dalla transazione.

Ogni evento di escalation si verifica principalmente a livello di una singola istruzione di Transact-SQL. All'avvio dell'evento, il motore di database tenta di eseguire l'escalation di tutti i blocchi di proprietà della transazione corrente in tutte le tabelle a cui fa riferimento l'istruzione attiva, a condizione che vengano soddisfatti i requisiti di soglia di escalation. Se l'evento di escalation viene avviato prima che l'istruzione abbia eseguito l'accesso a una tabella, non viene effettuato alcun tentativo di escalation dei blocchi in questa tabella. Se l'escalation blocchi ha esito positivo, viene eseguita l'escalation dei blocchi acquisiti dalla transazione in un'istruzione precedente e mantenuti al momento dell'avvio dell'evento, a condizione che la tabella faccia riferimento all'istruzione corrente e che sia inclusa nell'evento di escalation.

Si supponga, ad esempio, che una sessione esegua queste operazioni:

  • Avvia una transazione.
  • Aggiorna TableA. In questo modo vengono generati blocchi di riga esclusivi in TableA che sono mantenuti fino al completamento della transazione.
  • Aggiorna TableB. In questo modo vengono generati blocchi di riga esclusivi in TableB che sono mantenuti fino al completamento della transazione.
  • Esegue un'operazione SELECT per unire TableA e TableC. Il piano di esecuzione della query richiede il recupero delle righe da TableA prima che le righe vengano recuperate da TableC.
  • L'istruzione SELECT attiva l'escalation blocchi durante il recupero delle righe da TableA e prima dell'accesso a TableC.

Se l'escalation blocchi viene eseguita correttamente, verrà eseguita l'escalation solo dei blocchi attivati dalla sessione in TableA. Sono inclusi sia i blocchi condivisi dall'istruzione SELECT sia i blocchi esclusivi dall'istruzione UPDATE precedente. Mentre per determinare se è necessario eseguire l'escalation blocchi vengono conteggiati solo i blocchi acquisiti dalla sessione in TableA per l'istruzione SELECT, dopo che l'escalation ha avuto esito positivo viene eseguita l'escalation di tutti i blocchi attivati dalla sessione in TableA in un blocco esclusivo nella tabella e tutti gli altri blocchi con granularità inferiore, inclusi i blocchi preventivi, in TableA vengono rilasciati.

Non viene eseguito alcun tentativo di escalation blocchi in TableB in quanto nell'istruzione TableB non vi erano riferimenti attivi a SELECT. Analogamente, non viene eseguito alcun tentativo di escalation blocchi in TableC in quanto al momento dell'escalation non era ancora stato eseguito l'accesso alla tabella.

Escalation blocchi con blocco ottimizzato

Il blocco ottimizzato contribuisce a ridurre la memoria di blocco perché per la durata della transazione vengono mantenuti pochissimi blocchi. Man mano che il motore di database acquisisce blocchi di riga e di pagina, l'escalation blocchi può verificarsi in modo analogo, ma molto meno frequentemente. In genere il blocco ottimizzato riesce a evitare l'escalation blocchi, in quanto riduce il numero di blocchi e la quantità di memoria di blocco necessaria.

Quando il blocco ottimizzato è abilitato e, al livello di isolamento predefinito READ COMMITTED, il motore di database rilascia blocchi di riga e di pagina non appena la riga viene modificata. Nessun blocco di riga e di pagina è mantenuto per la durata della transazione, ad eccezione di un singolo blocco ID transazione (TID). In questo modo la probabilità di escalation blocchi è inferiore.

Soglie di escalation blocchi

Viene generata l'escalation blocchi se nella tabella usando l'opzione ALTER TABLE SET LOCK_ESCALATION tale escalation non è disabilitata e se si verifica una delle seguenti condizioni:

  • Una singola istruzione di Transact-SQL acquisisce almeno 5.000 blocchi su una singola tabella non partizionata o indice.
  • Una singola istruzione di Transact-SQL acquisisce almeno 5.000 blocchi in una singola partizione di una tabella partizionata e l'opzione ALTER TABLE SET LOCK_ESCALATION è impostata su AUTO.
  • Il numero di blocchi in un'istanza del motore di database supera la soglia di memoria o di configurazione.

Se l'escalation blocchi non è possibile a causa di conflitti di blocchi, il motore di database attiva periodicamente l'escalation blocchi ogni 1.250 nuovi blocchi acquisiti.

Soglia di escalation per un'istruzione di Transact-SQL

Quando il motore di database controlla la presenza di possibili escalation ogni 1.250 nuovi blocchi acquisiti, viene eseguita un'escalation blocchi solo se un'istruzione di Transact-SQL ha acquisito almeno 5.000 blocchi per un singolo riferimento di una tabella. L'escalation blocchi viene attivata quando un'istruzione di Transact-SQL acquisisce almeno 5.000 blocchi per un singolo riferimento di una tabella. Ad esempio, l'escalation blocchi non viene attivata se un'istruzione acquisisce 3.000 blocchi in un indice e 3.000 blocchi in un altro indice della stessa tabella. Analogamente, l'escalation blocchi non viene attivata se un'istruzione ha un self-join in una tabella e ogni riferimento alla tabella acquisisce solo 3.000 blocchi nella tabella.

L'escalation blocchi si verifica solo per le tabelle a cui è stato eseguito l'accesso al momento dell'attivazione dell'escalation. Si supponga che un'unica istruzione SELECT corrisponda a un join che accede a tre tabelle in questo ordine: TableA, TableB e TableC. L'istruzione acquisisce 3.000 blocchi di riga nell'indice cluster per TableA e almeno 5.000 blocchi di riga nell'indice cluster per TableB, tuttavia non ha ancora eseguito l'accesso a TableC. Il motore di database, quando rileva che l'istruzione ha acquisito almeno 5.000 blocchi di riga in TableB, tenta l'escalation di tutti i blocchi mantenuti dalla transazione corrente su TableB. Tenta anche l'escalation di tutti i blocchi posti dalla transazione corrente su TableA, ma poiché il numero di blocchi su TableA è minore di 5.000, l'escalation non riesce. In TableC non viene eseguito alcun tentativo di escalation in quanto al momento dell'escalation non è ancora stato effettuato l'accesso alla tabella.

Soglia di escalation per un'istanza del motore di database

Ogni volta che il numero di blocchi supera la soglia di memoria per l'escalation blocchi, il motore di database avvia l'escalation blocchi. La soglia di memoria dipende dall'impostazione dell'opzione di configurazione locks:

  • Se l'opzione locks viene impostata sul valore predefinito 0, la soglia di escalation blocchi viene raggiunta quando la memoria usata dagli oggetti blocco rappresenta il 24% della memoria usata dal motore di database, esclusa la memoria AWE. La struttura dei dati utilizzata per rappresentare un blocco è lunga circa 100 byte. Si tratta di una soglia dinamica, in quanto il motore di database acquisisce e libera la memoria dinamicamente per adattarsi ai diversi carichi di lavoro.

  • Se per l'opzione locks viene impostato un valore diverso da 0, la soglia di escalation blocchi corrisponde al 40%, o meno in caso di elevato uso della memoria, del valore dell'opzione.

Il motore di database può scegliere qualsiasi istruzione attiva da qualsiasi sessione per l'escalation e ogni 1.250 nuovi blocchi sceglierà istruzioni per l'escalation a condizione che la memoria dei blocchi usata nell'istanza rimanga al di sopra della soglia.

Escalation blocchi con tipi di blocco misti

Quando si verifica l'escalation blocchi, il blocco selezionato per l'heap o l'indice è abbastanza forte da soddisfare i requisiti del blocco di livello inferiore più restrittivo.

Si supponga, ad esempio, che una sessione:

  • Avvia una transazione.
  • Aggiorni una tabella contenente un indice cluster.
  • Esegua un'istruzione SELECT che fa riferimento alla stessa tabella.

L'istruzione UPDATE acquisisce questi blocchi:

  • Blocchi esclusivi (X) sulle righe di dati aggiornate.
  • Blocchi esclusivi preventivi (IX) sulle pagine di indice cluster contenenti tali righe.
  • Un blocco IX sull'indice cluster e un altro sulla tabella.

L'istruzione SELECT acquisisce questi blocchi:

  • Blocchi condivisi (S) su tutte le righe di dati lette, a meno che un blocco X non protegga già la riga dall'istruzione UPDATE.
  • Blocchi preventivi condivisi (IS) su tutte le pagine di indice cluster contenenti tali righe, a meno che la pagina non sia già protetta da un blocco IX.
  • Nessun blocco sull'indice cluster o sulla tabella in quanto questi sono già protetti da blocchi IX.

Se l'istruzione SELECT acquisisce un numero di blocchi sufficiente ad attivare l'escalation blocchi e l'escalation ha esito positivo, il blocco IX nella tabella viene convertito in un blocco X e tutte le righe, le pagine e i blocchi di indice vengono rilasciati. Sia gli aggiornamenti sia le letture sono protetti dal blocco X sulla tabella.

Ridurre il blocco e l'escalation blocchi

Nella maggior parte dei casi, il motore di database offre prestazioni ottimali quando usa le impostazioni predefinite per le operazioni di blocco ed escalation blocchi.

  • Sfruttare il blocco ottimizzato.

    • Il blocco ottimizzato offre un meccanismo di blocco delle transazioni migliorato che riduce il consumo di memoria di blocco e il bloccaggio per le transazioni simultanee. Quando è abilitato il blocco ottimizzato, è molto meno probabile che si verifichi l'escalation blocchi.
    • Evitare di usare hint di tabella con il blocco ottimizzato. Gli hint di tabella possono ridurre l'efficacia del blocco ottimizzato.
    • Per sfruttare al meglio i vantaggi derivanti dal blocco ottimizzato, abilitare l’opzione READ_COMMITTED_SNAPSHOT nel database. Questo è predefinito nel database SQL di Azure.
    • Il blocco ottimizzato richiede l'abilitazione nel database del ripristino accelerato del database (ADR).

Se un'istanza del motore di database genera molti blocchi e si verificano escalation blocchi frequenti, valutare la possibilità di ridurre la quantità di blocchi adottando le seguenti strategie:

  • Usare un livello di isolamento che non generi blocchi condivisi per le operazioni di lettura:

    • Livello di isolamento READ COMMITTEDquando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT è ON.
    • Livello di isolamento SNAPSHOT.
    • Livello di isolamento READ UNCOMMITTED. Questo può essere usato solo per i sistemi che possono gestire le letture dirty.

  • Usare gli hint di tabella PAGLOCK o TABLOCK in modo che il motore di database usi blocchi a livello di pagina, heap o indice invece di blocchi a livello di riga. L'uso di questa opzione, tuttavia, poiché aumenta i problemi relativi al blocco di utenti che cercano di accedere agli stessi dati, non è adatto ai sistemi con diversi utenti che accedono simultaneamente.

  • Se il blocco ottimizzato non è disponibile, per le tabelle partizionate usare l'opzione LOCK_ESCALATION di ALTER TABLE per eseguire l'escalation blocchi a livello di partizione anziché di tabella o per disabilitare l'escalation blocchi per una tabella.

  • Suddividere le operazioni batch di grandi dimensioni in diverse operazioni più piccole. Si supponga, ad esempio, di aver eseguito la query seguente per rimuovere centinaia di migliaia di righe obsoleti da una tabella di controllo, per poi scoprire che l'operazione ha causato un'escalation blocchi che blocca altri utenti:

    DELETE FROM LogMessages
WHERE LogDate < '2024-09-26'

    Rimuovendo queste righe alcune centinaia alla volta, è possibile ridurre notevolmente il numero di blocchi che si accumulano per ogni transazione ed evitare l'escalation blocchi. Ad esempio:

    DECLARE @DeletedRows int;

WHILE @DeletedRows IS NULL OR @DeletedRows > 0
BEGIN
    DELETE TOP (500)
    FROM LogMessages
    WHERE LogDate < '2024-09-26'

    SELECT @DeletedRows = @@ROWCOUNT;
END;

  • ridurre l'impatto a livello di blocco di una query aumentandone il più possibile l'efficienza. Le scansioni estese o la presenza di un numero elevato di ricerche di chiavi possono aumentare la probabilità di escalation blocchi. Inoltre, aumenta la probabilità di deadlock e, in genere, vi sono effetti negativi sulla concorrenza e sulle prestazioni. Dopo aver individuato la query che causa l'escalation blocchi, cercare opportunità di creare nuovi indici o di aggiungere colonne a un indice esistente per rimuovere interamente le analisi di indici o le scansioni di tabella e per ottimizzare l'efficienza delle ricerche nell'indice. Per eseguire un'analisi automatica degli indici per la query, provare a usare Ottimizzazione guidata motore di database. Per altre informazioni, vedere Esercitazione: Ottimizzazione guidata motore di database. Uno degli obiettivi di questa ottimizzazione è fare in modo che le ricerche nell'indice restituiscano il minor numero di righe possibile per ridurre al minimo il costo delle ricerche tramite chiavi (massimizzazione della selettività dell'indice per la query specifica). Se viene considerato che un operatore logico di ricerca di chiavi possa restituire molte righe, il motore di database può usare un’ottimizzazione prefetch per eseguire la ricerca. Se il motore di database usa prefetch per una ricerca tramite, deve aumentare il livello di isolamento della transazione per una parte della query a REPEATABLE READ. Questo significa che un'operazione simile nell'aspetto a un'istruzione SELECT con livello di isolamento READ COMMITTED potrebbe acquisire molte migliaia di blocchi di chiave (sia nell'indice cluster che in un indice non cluster) causando il superamento delle soglie di escalation blocchi per una query. Questo è particolarmente importante se si rileva che il blocco con escalation è un blocco di tabella condiviso, che, tuttavia, non è comune con il livello di isolamento predefinito READ COMMITTED.

    Se una ricerca di chiave con l’ottimizzazione prefetch causa l'escalation blocchi, è consigliabile aggiungere altre colonne all'indice non cluster visualizzato nell'operatore logico Index Seek o Index Scan sotto l'operatore logico di ricerca della chiave nel piano di query. È possibile creare un indice di copertura, ovvero un indice che includa tutte le colonne di una tabella usate nella query, o almeno un indice a copertura delle colonne usate per i criteri di join o nella clausola WHERE se includere tutto nell'elenco delle colonne SELECT è poco pratico. Anche un join a cicli annidati può usare l’ottimizzazione prefetch e questo causa lo stesso comportamento di blocco.

  • Non è possibile eseguire l'escalation blocchi se uno SPID diverso mantiene attualmente attivo un blocco di tabella non compatibile. La destinazione di un'escalation blocchi è sempre un blocco di tabella e mai un blocco di pagina. Inoltre, se un tentativo di escalation blocchi ha esito negativo perché un altro SPID mantiene attivo un blocco di tabella incompatibile, durante l'attesa di un blocco di tabella la query che ha tentato l'escalation non viene bloccata. Continua invece ad acquisire blocchi al livello originale, più granulare (riga, chiave o pagina), effettuando periodicamente ulteriori tentativi di escalation. Pertanto, un metodo per evitare l'escalation blocchi in una determinata tabella consiste nell'acquisire e mantenere attivo un blocco su una connessione diversa non compatibile con il tipo di blocco oggetto dell'escalation. Un blocco preventivo esclusivo (IX) a livello di tabella non blocca alcuna riga o pagina, ma è comunque non compatibile con un blocco di tabella condiviso (S) o esclusivo (X). Si supponga, ad esempio, di dover eseguire un processo batch che modifica un numero elevato di righe nella tabella mytable e che ha causato un blocco che si verifica a causa dell'escalation blocchi. Se il processo viene sempre completato in meno di un'ora, è possibile creare un processo di Transact-SQL contenente il codice seguente e pianificare che il nuovo processo si avvii alcuni minuti prima dell'ora di inizio del processo batch:

    BEGIN TRAN;

SELECT *
FROM mytable WITH (UPDLOCK, HOLDLOCK)
WHERE 1 = 0;

WAITFOR DELAY '1:00:00';

COMMIT TRAN;

    Questa query acquisisce e mantiene attivo un blocco IX su mytable per un'ora, impedendo così l'escalation blocchi sulla tabella durante tale periodo di tempo. Questo batch non modifica i dati né blocca altre query, a meno che l'altra query non forzi un blocco di tabella con l'hint TABLOCK o se un amministratore ha disabilitato i blocchi di pagina o di riga di un indice su mytable.

  • È anche possibile usare i flag di traccia 1211 e 1224 per disabilitare tutte o alcune escalation blocchi. Tuttavia, questi flag di traccia disabilitano l'escalation blocchi a livello globale per l'intera istanza del motore di database. L'escalation blocchi ha uno scopo molto utile nel motore di database ottimizzando l'efficienza delle query che potrebbero risultare altrimenti rallentate dal sovraccarico dell'acquisizione e del rilascio di diverse migliaia di blocchi. L'escalation blocchi è anche utile per ridurre al minimo la memoria necessaria per tenere traccia dei blocchi. La memoria che il motore di database può allocare dinamicamente per le strutture di blocco è limitata. Se si disabilita l'escalation blocchi e la memoria di blocco cresce abbastanza, i tentativi di allocare ulteriori blocchi per eventuali query potrebbero non riuscire con gli errori seguenti: Error: 1204, Severity: 19, State: 1 The SQL Server cannot obtain a LOCK resource at this time. Rerun your statement when there are fewer active users or ask the system administrator to check the SQL Server lock and memory configuration.

    Nota

    Quando si verifica l'errore MSSQLSERVER_1204, viene arrestata l'elaborazione dell'istruzione corrente e viene eseguito un rollback della transazione attiva. Il rollback stesso può bloccare gli utenti o causare un tempo di ripristino del database lungo se si riavvia il servizio di database.

    Nota

    L'uso di un hint di blocco, come ROWLOCK, modifica solo il di blocco di acquisizione iniziale. Gli hint di blocco non impediscono l'escalation blocchi.

A partire da SQL Server 2008 (10.0.x), il comportamento dell'escalation blocchi è stato modificato con l'introduzione dell'opzione di tabella LOCK_ESCALATION. Per altre informazioni, vedere l'opzione LOCK_ESCALATION di ALTER TABLE.

Monitorare escalation blocchi

Monitorare l'escalation blocchi usando l'evento esteso lock_escalation, come nell'esempio seguente:

-- Session creates a histogram of the number of lock escalations per database
CREATE EVENT SESSION [Track_lock_escalation] ON SERVER
ADD EVENT sqlserver.lock_escalation
    (
    SET collect_database_name=1,collect_statement=1
    ACTION(sqlserver.database_id,sqlserver.database_name,sqlserver.query_hash_signed,sqlserver.query_plan_hash_signed,sqlserver.sql_text,sqlserver.username)
    )
ADD TARGET package0.histogram
    (
    SET source=N'sqlserver.database_id'
    )
GO

Blocco dinamico

L'utilizzo dei blocchi a basso livello, ad esempio blocchi di riga, aumenta la concorrenza riducendo la probabilità che due transazioni richiedano i blocchi sullo stesso elemento di dati contemporaneamente. L'utilizzo dei blocchi a basso livello inoltre aumenta il numero dei blocchi e delle risorse necessarie a gestirli. I blocchi di tabella e di pagina ad alto livello comportano invece una diminuzione dell'overhead, ma a spese della concorrenza.

Grafico dei costi di blocco e dei costi di concorrenza.

Il motore di database usa una strategia di blocco dinamico per determinare la combinazione di blocchi più efficiente. Il tipo di blocco più appropriato durante l'esecuzione di una particolare query viene determinato in modo automatico dal motore di database in base alle caratteristiche dello schema e della query. Ad esempio, per ridurre l'overhead associato al blocco quando viene eseguita l'analisi di un indice, l’ottimizzatore potrebbe scegliere un blocco a livello di pagina.

Partizionamento dei blocchi

Nei sistemi di computer di grandi dimensioni, i blocchi su oggetti di riferimento utilizzati di frequente può creare colli di bottiglia a livello delle prestazioni poiché l'acquisizione e il rilascio di blocchi determina la contesa nelle risorse di blocco interne. Il partizionamento dei blocchi migliora le prestazioni poiché suddivide una singola risorsa di blocco in più risorse di blocco. Questa caratteristica è disponibile unicamente per i sistemi con 16 o più CPU logici, viene abilitata automaticamente e non è possibile disabilitarla. È possibile partizionare solo i blocchi oggetto. Non è possibile partizionare I blocchi oggetto con un sottotipo. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_locks (Transact-SQL).

Informazioni sul partizionamento dei blocchi

Le attività di blocco accedono a numerose risorse condivise, due delle quali vengono ottimizzate dal partizionamento dei blocchi:

  • SpinLock

    Consente di controllare l'accesso a una risorsa di blocco, ad esempio una riga o una tabella.

    Senza il partizionamento dei blocchi, uno spinlock gestisce tutte le richieste di blocco per una singola risorsa di blocco. Nei sistemi con un volume di attività elevato, è possibile che si verifichi una contesa tra le risorse di blocco che rimangono in attesa della disponibilità dello spinlock. In questo caso, l'acquisizione dei blocchi può determinare un collo di bottiglia e influire negativamente sulle prestazioni.

    Il partizionamento dei blocchi suddivide una singola risorsa di blocco in più risorse di blocco per ridurre la contesa per una singola risorsa di blocco e distribuisce il carico su più spinlock.

  • Memory

    Consente di archiviare le strutture delle risorse di blocco.

    Dopo che lo spinlock è stato acquisito, le strutture di blocco vengono archiviate in memoria ed è quindi possibile accedervi ed eventualmente modificarle. La distribuzione dell'accesso ai blocchi su più risorse consente di eliminare la necessità di trasferire blocchi di memoria tra le CPU e di migliorare pertanto le prestazioni.

Implementare e monitorare il partizionamento dei blocchi

Il partizionamento dei blocchi è attivato per impostazione predefinita nei sistemi con 16 o più CPU. Quando il partizionamento è abilitato, nel log degli errori di SQL Server viene registrato un messaggio informativo.

Se vengono acquisiti blocchi su una risorsa partizionata:

  • Su una singola partizione vengono acquisite solo le modalità di blocco NL, Sch-S, IS, IU e IX.

  • L'acquisizione dei blocchi condivisi (S) ed esclusivi (X) e degli altri blocchi in modalità diverse da NL, Sch-S, IS, IU e IX su tutte le partizioni deve essere eseguita a partire dalla partizione con ID 0 e successivamente in base all'ordine degli ID di partizione. Questi blocchi su una risorsa partizionata utilizzano una quantità di memoria maggiore rispetto ai blocchi con la stessa modalità su una risorsa non partizionata, poiché ogni partizione rappresenta in effetti un blocco distinto. L'aumento della memoria è determinato dal numero delle partizioni. I contatori delle prestazioni dei blocchi di SQL Server visualizzano informazioni sulla memoria utilizzata dai blocchi partizionati e non partizionati.

All'avvio della transazione, viene assegnata una transazione a una partizione. Tutte le richieste di blocco partizionabili relative alla transazione utilizzano la partizione assegnata a tale transazione. In questo modo, l'accesso alle risorse di blocco dello stesso oggetto da parte di transazioni diverse viene distribuito su partizioni diverse.

Nella colonna resource_lock_partition della DMV sys.dm_tran_locks è disponibile l'ID di partizione di blocco per una risorsa di blocco partizionata. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_locks (Transact-SQL).

Utilizzo del partizionamento dei blocchi

Negli esempi di codice seguenti viene illustrato il partizionamento dei blocchi. Due transazioni vengono eseguite in due sessioni diverse allo scopo di illustrare il partizionamento dei blocchi in un computer con 16 CPU.

Le seguenti istruzioni di Transact SQL creano gli oggetti di test utilizzati negli esempi successivi.

-- Create a test table.
CREATE TABLE TestTable
(
col1 int
);
GO

-- Create a clustered index on the table.
CREATE CLUSTERED INDEX ci_TestTable ON TestTable (col1);
GO

-- Populate the table.
INSERT INTO TestTable
VALUES (1);
GO

Esempio A

Sessione 1:

Un'istruzione SELECT viene eseguita in una transazione. A causa dell'hint di blocco HOLDLOCK, l'istruzione acquisisce e mantiene un blocco preventivo condiviso (IS) sulla tabella. Nell'esempio, i blocchi di riga e di pagina vengono ignorati. Il blocco IS viene acquisito solo nella partizione assegnata alla transazione. In questo esempio si presume che il blocco IS venga acquisito nell'ID di partizione 7.

-- Start a transaction.
BEGIN TRANSACTION;

-- This SELECT statement will acquire an IS lock on the table.
SELECT col1
FROM TestTable
WITH (HOLDLOCK);

Sessione 2:

Viene avviata una transazione e l'istruzione SELECT eseguita nella transazione acquisisce e mantiene un blocco condiviso (S) sulla tabella. Il blocco S viene acquisito in tutte le partizioni e pertanto si ottengono più blocchi di tabella, uno per ogni partizione. Ad esempio, in un sistema con 16 CPU verranno applicati 16 blocchi S negli ID di partizione di blocco da 0 a 15. Il blocco S è compatibile con il blocco IS mantenuto dalla transazione sull'ID di partizione 7 nella sessione 1 e pertanto non si verifica alcun blocco tra le transazioni.

BEGIN TRANSACTION;

SELECT col1
FROM TestTable
WITH (TABLOCK, HOLDLOCK);

Sessione 1:

L'istruzione SELECT seguente viene eseguita nella transazione ancora attiva nella sessione 1. A causa dell'hint di blocco di tabella esclusivo (X), la transazione tenta di acquisire un blocco X sulla tabella. Il blocco S mantenuto dalla transazione nella sessione 2 blocca tuttavia il blocco X in corrispondenza dell'ID di partizione 0.

SELECT col1
FROM TestTable
WITH (TABLOCKX);

Esempio B

Sessione 1:

Un'istruzione SELECT viene eseguita in una transazione. A causa dell'hint di blocco HOLDLOCK, l'istruzione acquisisce e mantiene un blocco preventivo condiviso (IS) sulla tabella. Nell'esempio, i blocchi di riga e di pagina vengono ignorati. Il blocco IS viene acquisito solo nella partizione assegnata alla transazione. In questo esempio si presume che il blocco IS venga acquisito nell'ID di partizione 6.

-- Start a transaction.
BEGIN TRANSACTION;

-- This SELECT statement will acquire an IS lock on the table.
SELECT col1
FROM TestTable
WITH (HOLDLOCK);

Sessione 2:

Un'istruzione SELECT viene eseguita in una transazione. A causa dell'hint di blocco TABLOCKX, la transazione tenta di acquisire un blocco esclusivo (X) sulla tabella. Tenere presente che il blocco X deve essere acquisito per tutte le partizioni a partire dall'ID di partizione 0. Il blocco X viene acquisito per tutti gli ID di partizione da 0 a 5 ma viene bloccato dal blocco IS acquisito per l'ID di partizione 6.

Negli ID di partizione da 7 a 15 che non sono stati ancora raggiunti dal blocco X, le altre transazioni possono continuare ad acquisire blocchi.

BEGIN TRANSACTION;

SELECT col1
FROM TestTable
WITH (TABLOCKX, HOLDLOCK);

Livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe nel Motore di database

A partire da SQL Server 2005 (9.x), nel motore di database è stata introdotta una implementazione di un livello di isolamento della transazione esistente, READ COMMITTED, che offre uno snapshot a livello di istruzione tramite il controllo delle versioni delle righe. Nel motore di database è stato inoltre introdotto un nuovo livello di isolamento della transazione, SNAPSHOT, che offre uno snapshot a livello di transazione anch'esso tramite il controllo delle versioni delle righe.

Il controllo delle versioni delle righe è un framework generale in SQL Server che richiama un meccanismo sopiare su scrittura quando una riga viene modificata o eliminata. È pertanto necessario che durante l'esecuzione della transazione, la versione precedente della riga sia disponibile per le transazioni che richiedono un precedente stato consistente dal punto di vista transazionale. Il controllo delle versioni delle righe utilizzato per eseguire quanto segue:

  • Compilare le tabelle inserted e deleted nei trigger. Le righe modificate dal trigger vengono sottoposte al controllo delle versioni. Questo include le righe modificate dall'istruzione che ha avviato il trigger, nonché qualsiasi modifica ai dati eseguita dal trigger.
  • Supportare più set di risultati attivi (MARS). Se una sessione MARS genera un'istruzione di modifica dei dati (ad esempio INSERT, UPDATE o DELETE) nel momento in cui è attivo un set di risultati, le righe influenzate dall'istruzione di modifica sono sottoposte al controllo delle versioni.
  • Supportare operazioni di indice che specificano l'opzione ONLINE.
  • Supportare i livelli di isolamento delle transazioni basate sul controllo delle versioni delle righe:
    • Una nuova implementazione del livello di isolamento READ COMMITTED che utilizza il controllo delle versioni delle righe per la consistenza di lettura a livello di istruzione.
    • Un nuovo livello di isolamento, SNAPSHOT, per offrire consistenza di lettura a livello di transazione.

Le versioni di riga vengono archiviate in un archivio versioni. Se il ripristino accelerato del database è abilitato in un database, l'archivio delle versioni viene creato all’interno di esso. In caso contrario, l'archivio delle versioni viene creato nel database tempdb.

Il database deve disporre di spazio sufficiente per l'archivio delle versioni. Quando l’archivio della versione è in tempdb e lo spazio in nel database tempdb è esaurito, le operazioni di aggiornamento arrestano la generazione di versioni, senza errori, mentre le operazioni di lettura possono avere esito negativo in quanto una particolare versione della riga necessaria non esiste più. Questo ha effetto su operazioni come indicizzazione online, MARS e di trigger.

Quando si usa Il ripristino accelerato del database e l'archivio delle versioni è pieno, le operazioni di lettura continuano ad avere esito positivo, ma le operazioni di scrittura che generano versioni, ad esempio UPDATE e DELETE, hanno esito negativo. Le operazioni INSERT continuano a avere esito positivo se il database dispone di spazio sufficiente.

L'utilizzo del controllo delle versioni delle righe per transazioni READ COMMITTED e SNAPSHOT è un processo in due passaggi:

  1. Impostare una o entrambe le opzioni di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT e ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION su ON.

  2. Impostazione del corretto livello di isolamento delle transazioni in un'applicazione:

    • Quando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT è ON, le transazioni che impostano il livello di isolamento READ COMMITTED usano il controllo delle versioni delle righe.
    • Quando l'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION è ON, le transazioni possono impostare il livello di isolamento SNAPSHOT.

Quando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT o ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION è impostata su ON, il motore di database assegna un numero di sequenza della transazione (XSN) a ogni transazione che modifica i dati usando il controllo delle versioni delle righe. Le transazioni vengono avviate all'esecuzione di un'istruzione BEGIN TRANSACTION. Tuttavia, il numero di sequenza della transazione inizia con la prima operazione di lettura o scrittura dopo l'istruzione BEGIN TRANSACTION. Il numero di sequenza della transazione viene incrementato di uno a ogni assegnazione.

Quando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT o ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION è impostata su ON, le copie logiche (versioni) vengono mantenute per tutte le modifiche ai dati eseguite nel database. Ogni volta che una riga viene modificata da una transazione specifica, l'istanza del motore di database archivia una versione della precedente immagine della riga di cui è stato eseguito il commit nell’archivio della versione. Ogni versione è contrassegnata con il numero di sequenza della transazione che ha eseguito la modifica. Le versioni delle righe modificate vengono concatenate utilizzando un elenco di collegamenti. Il valore di riga più recente viene sempre archiviato nel database corrente e concatenato alle righe con versioni nell’archivio della versione.

Nota

Per la modifica di oggetti LOB, solo il frammento modificato viene copiato nell'archivio della versione.

Le versioni delle righe vengono mantenute abbastanza a lungo da soddisfare i requisiti delle transazioni in esecuzione con i livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe. Il motore di database tiene traccia del primo numero di sequenza della transazione significativo ed elimina periodicamente tutti gli indicatori delle versioni di riga che includono numeri di sequenza della transazione inferiori al primo numero di sequenza significativo.

Quando entrambe le opzioni di database sono impostate su OFF, solo le righe modificate da trigger o sessioni MARS, oppure lette da operazioni di indice online, vengono sottoposte al controllo delle versioni. Queste versioni di riga vengono rilasciate quando non sono più necessarie. Un processo in background rimuove le versioni di riga non aggiornate.

Nota

Per le transazioni con esecuzione rapida, è possibile che una versione di una riga modificata venga memorizzata nel pool di buffer senza essere scritta nell’archivio della versione. Se la necessità della riga con controllo delle versioni è di breve durata, essa verrà semplicemente eliminata dal pool di buffer, senza che si verifichi necessariamente un overhead I/O.

Comportamento durante la lettura dei dati

Quando le transazioni in esecuzione con l'isolamento basato sul controllo delle versioni delle righe eseguono la lettura dei dati, le operazioni di lettura non acquisiscono blocchi condivisi (S) sui dati da leggere, e pertanto non bloccano le transazioni che stanno modificando i dati. Inoltre, l'overhead delle risorse di blocco è ridotto al minimo in quanto il numero di blocchi acquisiti si riduce. L'isolamento READ COMMITTED tramite controllo delle versioni delle righe e l’isolamento SNAPSHOT sono pensati per assicurare la coerenza a livello di istruzione o di transazione dei dati sottoposti a controllo delle versioni.

Tutte le query, incluse le transazioni in esecuzione con i livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe, acquisiscono blocchi di stabilità dello schema (Sch-S) durante le fasi di compilazione ed esecuzione. Per questo motivo, le query vengono bloccate quando una transazione simultanea mantiene attivo un blocco di modifica dello schema (Sch-M) sulla tabella. Ad esempio, un'operazione DDL (Data Definition Language) acquisisce un blocco Sch-M prima di modificare le informazioni dello schema della tabella. Le transazioni, incluse quelle in esecuzione con un livello di isolamento basato sul controllo delle versioni delle righe, vengono quindi bloccate durante il tentativo di acquisizione di un blocco Sch-S. Una query con blocco Sch-S blocca invece le transazioni simultanee che tentano di acquisire un blocco Sch-M.

Quando una transazione che utilizza il livello di isolamento SNAPSHOT ha inizio, l'istanza del motore di database registra tutte le transazioni attualmente attive. Quando la transazione SNAPSHOT legge una riga che include una catena delle versioni, segue la catena e recupera la riga per la quale il numero di sequenza della transazione è:

  • Più vicino ma inferiore al numero di sequenza della transazione snapshot che sta leggendo la riga.

  • Non incluso nell'elenco delle transazioni attive quando la transazione snapshot ha avuto inizio.

Le operazioni di lettura eseguite da una transazione SNAPSHOT recuperano l'ultima versione di ogni riga di cui è stato eseguito il commit al momento dell'avvio della transazione SNAPSHOT. Questo determina uno snapshot dei dati, consistente dal punto di vista transazionale, nello stato in cui si trovavano all'inizio della transazione.

Le transazioni READ COMMITTED che utilizzano il controllo delle versioni delle righe funzionano in modo analogo. La differenza è rappresentata dal fatto che la transazione READ COMMITTED non utilizza un proprio numero di sequenza della transazione nella scelta delle versioni delle righe. A ogni avvio di un'istruzione, la transazione READ COMMITTED legge l'ultimo numero di sequenza della transazione generato per l'istanza del motore di database. Si tratta del numero di sequenza della transazione utilizzato per selezionare le versioni di riga per l'istruzione. Questo consente alle transazioni READ COMMITTED di visualizzare uno snapshot dei dati nello stato in cui si trovavano all'inizio di ogni istruzione.

Nota

Anche se le transazioni READ COMMITTED che utilizzano il controllo delle versioni delle righe offrono una vista consistente dei dati dal punto di vista transazionale a livello di istruzione, le versioni delle righe generate o utilizzate da questo tipo di transazione vengono mantenute fino al completamento della transazione.

Comportamento durante la modifica dei dati

Il comportamento delle scritture dati è notevolmente diverso a prescindere dal fatto che il blocco ottimizzato sia abilitato o meno.

Modificare i dati senza il blocco ottimizzato

In una transazione READ COMMITTED che utilizza il controllo delle versioni delle righe, la selezione delle righe da aggiornare viene eseguita tramite un'analisi di blocco in cui un blocco di aggiornamento (U) viene acquisito sulla riga di dati durante la lettura dei valori dei dati. Questo avviene anche per una transazione READ COMMITTED che non utilizza il controllo delle versioni delle righe. Se la riga di dati non rispetta i criteri di aggiornamento, il blocco di aggiornamento viene rilasciato sulla riga e la riga successiva viene bloccata e analizzata.

Le transazioni eseguite con isolamento SNAPSHOT adottano un approccio ottimistico alla modifica dei dati, in quanto acquisiscono blocchi sui dati prima di eseguire la modifica con l'unico scopo di imporre i vincoli. In caso contrario, non vengono acquisiti blocchi sui dati fino a quando questi non devono essere modificati. Quando una riga di dati rispetta i criteri di aggiornamento, la transazione SNAPSHOT verifica che la riga di dati non sia stata modificata da una transazione simultanea che abbia eseguito il commit dopo l'inizio della transazione SNAPSHOT. Se la riga di dati è stata modificata all'esterno della transazione SNAPSHOT, si verifica un conflitto di aggiornamento e la transazione SNAPSHOT viene interrotta. Il conflitto di aggiornamento viene gestito dal motore di database e non è possibile disabilitare il rilevamento dei conflitti di aggiornamento.

Nota

Le operazioni di aggiornamento in esecuzione con il livello di isolamento SNAPSHOT vengono eseguite internamente con isolamento READ COMMITTED quando la transazione SNAPSHOT accede a uno degli elementi seguenti:

Una tabella con un vincolo chiave esterna.

Una tabella cui viene fatto riferimento nel vincolo chiave esterma di un'altra tabella.

Una vista indicizzata che fa riferimento a più tabelle.

Tuttavia, anche in queste condizioni l'operazione di aggiornamento continuerà per verificare che i dati non siano stati modificati da un'altra transazione. In questo caso, la transazione SNAPSHOT rileverà un conflitto di aggiornamento e verrà interrotta. I conflitti di aggiornamento devono essere gestiti e ritentati dall'applicazione.

Modificare i dati con il blocco ottimizzato

Quando il blocco ottimizzato e l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT (RCSI) sono abilitati e si usa il livello di isolamento predefinito READ COMMITTED, i lettori non acquisiscono blocchi, mentre i writer acquisiscono blocchi di breve durata a basso livello, anziché blocchi che scadono alla fine della transazione.

L'abilitazione di RCSI è consigliata per la maggiore efficienza con il blocco ottimizzato. Quando si usano livelli di isolamento più rigidi come REPEATABLE READ o SERIALIZABLE, il motore di database contiene i blocchi di riga e di pagina fino alla fine della transazione, sia per i lettori sia per i writer, con conseguente aumento della memoria di blocco e di bloccaggio.

Quando RCSI è abilitato e si usa il livello di isolamento predefinito READ COMMITTED, i writer determinano l'idoneità delle righe in base al predicato a seconda della versione di cui è stato eseguito il commit più recente della riga, senza acquisire blocchi U. Solo se la riga è idonea e in tale riga o pagina è presente un’altra transazione di scrittura attiva, una query rimarrà in attesa. L'idoneità in base alla versione di cui è stato eseguito il commit più recente e al blocco delle sole righe qualificate riduce il blocco e aumenta la concorrenza.

Se vengono rilevati conflitti di aggiornamento con RCSI e nel livello di isolamento predefinito READ COMMITTED, gli aggiornamenti vengono gestiti e ritentati automaticamente senza alcun impatto sui carichi di lavoro dei clienti.

Quando il blocco ottimizzato è abilitato e si usa il livello di isolamento SNAPSHOT, il comportamento dei conflitti di aggiornamento è uguale a quando non è presente il blocco ottimizzato. I conflitti di aggiornamento devono essere gestiti e ritentati dall'applicazione.

Nota

Per altre informazioni su modifiche funzionali attraverso la funzionalità LAQ (blocco dopo la qualificazione) del blocco ottimizzato, vedere Modifiche funzionali delle query con il blocco ottimizzato e RCSI.

Riepilogo del comportamento

Nella tabella seguente vengono illustrate le differenze tra isolamento SNAPSHOT e isolamento READ COMMITTED utilizzando il controllo delle versioni delle righe.

Proprietà Livello di isolamento READ COMMITTED che utilizza il controllo delle versioni delle righe Livello di isolamento SNAPSHOT
L'opzione di database che deve essere impostata su ON per attivare il supporto necessario. READ_COMMITTED_SNAPSHOT ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION
Modalità con cui una sessione richiede il tipo specifico di controllo delle versioni delle righe. Usare il livello di isolamento predefinito READ COMMITTED oppure eseguire l'istruzione SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL per specificare il livello di isolamento READ COMMITTED. L'operazione può essere eseguita dopo l'inizio della transazione. Richiede l'esecuzione di SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL per specificare il livello di isolamento SNAPSHOT prima dell'inizio della transazione.
La versione dei dati letta dalle istruzioni. Tutti i dati di cui è stato eseguito il commit prima dell'inizio di ogni istruzione. Tutti i dati di cui è stato eseguito il commit prima dell'inizio di ogni transazione.
Procedura di gestione degli aggiornamenti. Senza il blocco ottimizzato: esegue il ripristino dalle versioni delle righe ai dati attuali per selezionare le righe per l'aggiornamento e utilizza i blocchi di aggiornamento sulle righe di dati selezionate. Acquisisce blocchi esclusivi sulle righe di dati effettive da modificare. Nessun rilevamento dei conflitti di aggiornamento.

Con il blocco ottimizzato: le righe vengono selezionate in base all'ultima versione di cui è stato eseguito il commit senza che vengano acquisiti blocchi. Se le righe sono idonee all'aggiornamento, vengono acquisiti blocchi di riga o di pagina esclusivi. Se vengono rilevati conflitti di aggiornamento, gli aggiornamenti vengono gestiti e ritentati automaticamente.		 Utilizza le versioni delle righe per selezionare le righe da aggiornare. Tenta di acquisire un blocco esclusivo sulla riga di dati effettiva da modificare. Se i dati sono stati modificati da un'altra transazione, si verifica un conflitto di aggiornamento e la transazione snapshot viene interrotta.
Rilevamento dei conflitti di aggiornamento Senza il blocco ottimizzato: nessuno.

Con il blocco ottimizzato: se vengono rilevati conflitti di aggiornamento, gli aggiornamenti vengono gestiti e ritentati automaticamente.		 Supporto integrato. Non disabilitabile.

Uso della risorsa di controllo delle versioni delle righe

L'infrastruttura di controllo delle versioni delle righe supporta le seguenti caratteristiche del motore di database:

  • Trigger
  • MARS (Multiple Active Result Set)
  • Indicizzazione online

Il framework di controllo delle versioni delle righe supporta inoltre i seguenti livelli di isolamento delle transazioni basati sui livelli di isolamento della transazione:

  • Quando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT è impostata su ON, le transazioni READ_COMMITTED offrono coerenza di lettura a livello di istruzioni tramite il controllo delle versioni delle righe.
  • Quando l'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION è impostata suON , le transazioni SNAPSHOT offrono coerenza di lettura a livello di transizioni tramite il controllo delle versioni delle righe.

I livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe consentono di ridurre il numero di blocchi acquisiti per transazione eliminando l'utilizzo di blocchi condivisi nelle operazioni di lettura. In questo modo, vengono garantite prestazioni di sistema migliori grazie alla riduzione delle risorse utilizzate per la gestione dei blocchi. Le prestazioni risultano inoltre migliorate grazie al minor numero di volte in cui una transazione viene bloccata dai blocchi acquisiti da altre transazioni.

I livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe consentono di ridurre le risorse necessarie per le modifiche dei dati. L'attivazione di tali opzioni comporta il controllo delle versioni di tutte le modifiche dei dati per il database. Una copia dei dati precedente la modifica viene archiviata nell’archivio di versione anche quando non è presente nessuna transazione attiva che utilizza l'isolamento basato sul controllo delle versioni delle righe. I dati in seguito alla modifica includono un indicatore di misura ai dati a cui è stato applicato il controllo delle versioni nell’archivio di versione. Per oggetti di grandi dimensioni, nell’archivio di versione viene copiata solo la parte dell'oggetto modificata.

Spazio utilizzato in tempdb

Per ogni istanza del motore di database, nell’archivio di versione deve essere disponibile una quantità di spazio sufficiente per contenere le versioni di riga. L'amministratore del database deve assicurarsi che tempdb e altri database (se il ripristino accelerato del database è abilitato) dispongano di spazio sufficiente per supportare l'archivio di versione. Esistono due tipi di archivi di versione:

  • L'archivio versioni compilazione degli indici online viene utilizzato per le compilazioni degli indici online.
  • L'archivio versioni comune viene utilizzato per tutte le altre operazioni di modifica dei dati.

Le versioni di riga devono essere archiviate per tutto il tempo necessario a una transazione attiva per accedervi. Periodicamente, un thread in background rimuove le versioni di riga non più necessarie e libera il relativo spazio utilizzato nell’archivio di versione. Una transazione con esecuzione prolungata impedisce che venga liberato lo spazio nell'archivio versioni se si verificano le condizioni seguenti:

  • Viene utilizzato l'isolamento basato sul controllo delle versioni delle righe.
  • Vengono utilizzati trigger, MARS o operazioni di compilazione di indici online.
  • Vengono generate versioni di riga.

Nota

Quando viene richiamato un trigger all'interno di una transazione, le versioni di riga create dal trigger vengono mantenute fino alla fine della transazione, anche se le versioni di riga non sono più necessarie al termine del trigger. Questa situazione riguarda inoltre le transazioni READ COMMITTED che utilizzano il controllo delle versioni delle righe. Con questo tipo di transazione, una vista del database consistente a livello di transazioni è necessaria solo per ogni istruzione della transazione. Le versioni di riga create per un'istruzione della transazione non sono pertanto più necessarie al termine dell'istruzione. Le versioni di riga create da ogni istruzione della transazione vengono tuttavia mantenute fino al termine della transazione.

Se viene esaurito tutto lo spazio nell’archivio di versione tempdb e tempdb, il motore di database forza la compattazione degli archivi versioni. Durante il processo di compattazione, le transazioni con esecuzione prolungata che non hanno ancora generato versioni di riga vengono contrassegnate come vittime. Nel log degli errori viene generato un messaggio 3967 per ogni transazione vittima. Se una transazione viene contrassegnata come vittima, non può più leggere le versioni di riga nell'archivio versioni. Quando la transazione tenta di leggere le versioni di riga, viene generato un messaggio 3966 e viene eseguito il rollback della transazione. Se il processo di compattazione ha esito positivo, lo spazio viene reso disponibile in tempdb. In caso contrario, lo spazio di tempdb si esaurisce e si verificano le situazioni seguenti:

  • L'esecuzione delle operazioni di scrittura prosegue, ma non vengono generate versioni. Nel log degli errori viene visualizzato un messaggio informativo (3959), ma la transazione che scrive i dati non subisce alcun effetto.

  • Le transazioni che tentano di accedere alle versioni di riga non generate a causa di un rollback completo di tempdb vengono terminate con un errore 3958.

Spazio utilizzato nelle righe di dati

Ogni riga del database può utilizzare fino a 14 byte alla fine della riga per le informazioni relative al controllo delle versioni delle righe. Tali informazioni contengono il numero di sequenza della transazione che ha eseguito il commit della versione e il puntatore alla riga di cui è stato eseguito il controllo delle versioni. Questi 14 byte vengono aggiunti alla prima modifica della riga oppure quando viene inserita una nuova riga se si verifica una delle condizioni seguenti:

  • Le opzioni READ_COMMITTED_SNAPSHOT o ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION sono impostate su ON.
  • La tabella include un trigger.
  • Viene utilizzato MARS (Multiple Active Results Set).
  • Nella tabella sono in esecuzione operazioni di compilazione di indici online.

Se l’archivio di versione è in tempdb, i 14 byte vengono rimossi dalla riga del database alla prima modifica della riga quando si verificano tutte le condizioni seguenti:

  • Le opzioni READ_COMMITTED_SNAPSHOT e ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION sono impostate su OFF.
  • Il trigger non è più presente nella tabella.
  • MARS non viene utilizzato.
  • Le operazioni di compilazione di indici online non sono in esecuzione.

I 14 byte vengono rimossi anche quando una riga viene modificata se il ripristino accelerato del database non è più abilitato e le condizioni precedenti vengono soddisfatte.

Se si utilizza una qualsiasi delle caratteristiche di controllo delle versioni delle righe, potrebbe essere necessario allocare spazio su disco sufficiente per includere i 14 byte per ogni riga del database. L'aggiunta delle informazioni relative al controllo delle versioni delle righe può determinare la divisione delle pagine di indice o l'allocazione di una nuova pagina di dati se nella pagina corrente non è disponibile spazio sufficiente. Se la lunghezza media della riga, ad esempio, è 100 byte, i 14 byte aggiuntivi provocano un aumento del 14 percento della tabella esistente.

La riduzione del fattore di riempimento potrebbe impedire o ridurre la frammentazione di pagine di indice. Per visualizzare la pagina corrente riguardo alle informazioni sulla densità dei dati e degli indici per una tabella o visualizzazione specificata, è possibile usare sys.dm_db_index_physical_stats.

Spazio utilizzato in Large Object

Il motore di database supporta vari tipi di dati in grado di includere grandi stringhe di un massimo di 2 gigabyte (GB) di lunghezza, come: nvarchar(max), varchar(max), varbinary(max), ntext, text e image. I dati archiviati estesi per cui vengono utilizzati questi tipi di dati vengono archiviati in una serie di frammenti di dati collegati alla riga di dati. Le informazioni relative al controllo delle versioni delle righe vengono archiviate in ogni frammento utilizzato per archiviare tali stringhe estese. I frammenti di dati sono archiviati in una serie di pagine dedicate a oggetti di grandi dimensioni in una tabella.

Man mano che nel database vengono aggiunti nuovi valori di grandi dimensioni, questi valori vengono allocati utilizzando un massimo di 8040 byte di dati per frammento. Nelle versioni precedenti del motore di database vengono archiviati fino a 8080 byte di dati di ntext, text, o image per frammento.

I dati LOB (Large Object) esistenti ntext, text e image non vengono aggiornati per lasciare spazio alle informazioni relative al controllo delle versioni delle righe quando un database viene aggiornato a SQL Server da una versione precedente di SQL Server. La prima volta che i dati LOB vengono modificati, tuttavia, vengono aggiornati dinamicamente per consentire l'archiviazione delle informazioni relative al controllo delle versioni. Questa operazione viene eseguita anche se non vengono generate versioni di riga. In seguito all'aggiornamento dei dati LOB, il numero massimo di byte archiviati per frammento viene ridotto da 8080 byte a 8040 byte. Il processo di aggiornamento equivale all'eliminazione del valore LOB e al reinserimento dello stesso valore. I dati LOB vengono aggiornati anche se viene modificato un solo byte. Si tratta di un'operazione occasionale per ogni colonna ntext, text o image, ma ogni operazione può generare una quantità elevata di allocazioni di pagina e un'ingente attività di I/O, a seconda delle dimensioni dei dati LOB. Tali operazioni possono inoltre generare un'attività di registrazione elevata se la modifica viene registrata completamente. Viene eseguita la registrazione minima delle operazioni WRITETEXT e UPDATETEXT se il modello di recupero del database non è impostato su FULL.

Per soddisfare questo requisito, è necessario allocare spazio su disco sufficiente.

Monitorare il controllo delle versioni delle righe e l'archivio versioni

Per il controllo delle versioni delle righe, l'archivio versioni e i processi di isolamento dello snapshot per le prestazioni e i problemi, il motore di database offre strumenti in forma di DMV e contatori delle prestazioni.

DMV

I seguenti DMV forniscono informazioni sullo stato attuale del sistema di tempdb e l'archivio versioni, nonché delle transazioni che utilizzano il controllo delle versioni delle righe.

  • sys.dm_db_file_space_usage. Restituisce informazioni sull'utilizzo dello spazio per ogni file nel database. Per altre informazioni, vedere sys.dm_db_file_space_usage (Transact-SQL).

  • sys.dm_db_session_space_usage. Restituisce informazioni relative alle attività di allocazione e deallocazione delle pagine per sessione per il database. Per altre informazioni, vedere sys.dm_db_session_space_usage (Transact-SQL).

  • sys.dm_db_task_space_usage. Restituisce informazioni sulle allocazioni e deallocazioni delle pagine per ogni attività per il database. Per altre informazioni, vedere sys.dm_db_task_space_usage (Transact-SQL).

  • sys.dm_tran_top_version_generators. Restituisce una tabella virtuale per gli oggetti indicante la maggior parte delle versioni nell'archivio versioni. Raggruppa le 256 lunghezze superiori dei record di aggregazione per database_id e rowset_id. Utilizzare questa funzione per trovare i maggiori consumer dell'archivio versioni. Si applica solo all'archivio di versione tempdb. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_top_version_generators (Transact-SQL).

  • sys.dm_tran_version_store. Restituisce una tabella virtuale in cui vengono visualizzati tutti i record di versione nell'archivio versioni comune. Si applica solo all'archivio di versione tempdb. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_version_store (Transact-SQL).

  • sys.dm_tran_version_store_space_usage. Restituisce una tabella virtuale che visualizza lo spazio totale in tempdb usato dai record dell'archivio versioni per ogni database. Si applica solo all'archivio di versione tempdb. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_version_store_space_usage (Transact-SQL).

    Nota

    Gli oggetti di sistema sys.dm_tran_top_version_generators e sys.dm_tran_version_store sono potenzialmente molto costosi da eseguire, poiché entrambi eseguono query sull'intero archivio versioni, che potrebbe essere di dimensioni elevate. sys.dm_tran_version_store_space_usage è efficiente e non costosa da eseguire poiché non naviga attraverso i singoli record dell'archivio versioni e restituisce lo spazio dell'archivio versioni aggregato usato in tempdb per ogni database.

  • sys.dm_tran_active_snapshot_database_transactions. Restituisce una tabella virtuale per tutte le transazioni attive in tutti i database dell'istanza di SQL Server che usano il controllo delle versioni delle righe. Le transazioni di sistema non vengono visualizzate in questa DMV. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_active_snapshot_database_transactions (Transact-SQL).

  • sys.dm_tran_transactions_snapshot. Restituisce una tabella virtuale in cui vengono visualizzati gli snapshot creati da ogni transazione. Lo snapshot contiene il numero di sequenza delle transazioni attive che utilizzano il controllo delle versioni delle righe. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_transactions_snapshot (Transact-SQL).

  • sys.dm_tran_current_transaction. Restituisce una singola riga in cui vengono visualizzate le informazioni sullo stato correlate al controllo delle versioni delle righe per la transazione nella sessione corrente. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_current_transaction (Transact-SQL).

  • sys.dm_tran_current_snapshot. Restituisce una tabella virtuale in cui vengono visualizzate tutte le transazioni attive al momento in cui è stata avviata la transazione di isolamento dello snapshot corrente. Se la transazione corrente utilizza l'isolamento dello snapshot, questa funzione non restituisce alcuna riga. La DMV sys.dm_tran_current_snapshot è simile a sys.dm_tran_transactions_snapshot, se non per il fatto che restituisce solo le transazioni attive per lo snapshot attuale. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_current_snapshot (Transact-SQL).

  • sys.dm_tran_persistent_version_store_stats. Restituisce le statistiche per l'archivio di versione permanente in ogni database utilizzato quando è abilitato il ripristino accelerato del database. Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_persistent_version_store_stats (Transact-SQL).

Contatori delle prestazioni

I seguenti contatori delle prestazioni consentono di monitorare l’archivio di versione in tempdb, nonché le transazioni che utilizzano il controllo delle versioni delle righe. I contatori delle prestazioni sono inclusi nell'oggetto prestazione SQLServer:Transactions.

  • Spazio disponibile in tempdb (KB). Esegue il monitoraggio della quantità, in kilobyte (KB), di spazio disponibile nel database tempdb. In tempdb lo spazio disponibile deve essere sufficiente a gestire l'archivio versioni che supporta l'isolamento dello snapshot.

    Nella formula seguente viene eseguito un calcolo approssimativo delle dimensioni dell'archivio versioni. Per le transazioni con esecuzione prolungata, può essere utile monitorare la frequenza di generazione e pulizia per stimare le dimensioni massime dell'archivio versioni.

    [dimensioni dell'archivio versioni comune] = 2 * [dati dell'archivio versioni generati al minuto] * [tempo massimo (in minuti) di esecuzione della transazione]

    Il tempo massimo di esecuzione delle transazioni non deve includere le compilazioni di indici online. Poiché queste operazioni possono richiedere una quantità di tempo prolungata nelle tabelle di dimensioni molto elevate, le compilazioni di indici online utilizzano un archivio versioni distinto. Le dimensioni approssimative dell'archivio versioni compilazioni di indici online equivale alla quantità di dati modificati nella tabella, inclusi tutti gli indici, quando è attiva la compilazione di indici online.

  • Dimensioni archivio versioni (KB). Esegue il monitoraggio delle dimensioni in KB di tutti gli archivi di versione in tempdb. Queste informazioni consentono di determinare la quantità di spazio necessario nel database tempdb per l'archivio versioni. Il monitoraggio di questo contatore per un certo periodo di tempo offre una stima utile dell'ulteriore spazio necessario per tempdb.

  • Frequenza generazione versioni (KB/s). Esegue il monitoraggio della frequenza di generazione delle versioni in KB al secondo in tutti gli archivi di versione in tempdb.

  • Frequenza pulizia versioni (KB/s). Esegue il monitoraggio della frequenza di pulizia delle versioni in KB al secondo in tutti gli archivi di versione in tempdb.

    Nota

    Le informazioni incluse in Frequenza generazione versioni (KB/s) e Frequenza pulizia versioni (KB/s) possono essere utilizzate per prevedere i requisiti di spazio tempdb.

  • Conteggio unità archivio versioni. Esegue il monitoraggio del conteggio delle unità dell'archivio versioni.

  • Creazione unità archivio versioni. Esegue il monitoraggio del numero totale di unità dell'archivio versioni create per archiviare le versioni di riga dal momento in cui è stata avviata l'istanza.

  • Troncamento unità archivio versioni. Esegue il monitoraggio del numero totale di unità dell'archivio versioni troncate dal momento in cui è stata avviata l'istanza. Un'unità dell'archivio versioni viene troncata quando in SQL Server viene determinato che nessuna delle righe di versione archiviate nell'unità di archivio versioni è necessaria per eseguire transazioni attive.

  • Percentuale conflitti aggiornamento. Esegue il monitoraggio del rapporto tra le transazione snapshot di aggiornamento in cui sono presenti conflitti di aggiornamento e il numero totale di transazioni snapshot di aggiornamento.

  • Tempo massimo esecuzione transazione. Esegue il monitoraggio del tempo massimo di esecuzione in secondi di qualsiasi transazione che utilizza il controllo delle versioni delle righe. Queste informazioni possono essere utilizzate per determinare se alcune transazioni vengono eseguite in una quantità di tempo inaspettata.

  • Transazioni. Esegue il monitoraggio del numero totale di transazioni attive. Non sono incluse le transazioni di sistema.

  • Transazioni snapshot. Esegue il monitoraggio del numero totale di transazioni snapshot attive.

  • Transazioni snapshot di aggiornamento. Esegue il monitoraggio del numero totale di transazioni snapshot attive tramite cui vengono eseguite operazioni di aggiornamento.

  • Transazioni di versione non snapshot. Esegue il monitoraggio del numero totale di transazioni non snapshot attive che generano record di versione.

    Nota

    La somma dei valori indicati in Transazioni snapshot di aggiornamento e Transazioni di versione non snapshot rappresenta il numero totale di transazioni coinvolte nella generazione delle versioni. La differenza tra i valori indicati in Transazioni snapshot e Transazioni snapshot di aggiornamento rappresenta il numero di transazioni snapshot di sola lettura.

Esempio di livello di isolamento basato sul controllo delle versioni delle righe

Nell'esempio seguente vengono illustrate le differenze di comportamento tra le transazioni di isolamento SNAPSHOT e le transazioni READ COMMITTED che utilizzano il controllo delle versioni delle righe.

R. Utilizzo dell'isolamento dello SNAPSHOT

In questo esempio una transazione di isolamento SNAPSHOT legge dati che verranno successivamente modificati da un'altra transazione. La transazione SNAPSHOT non blocca l'operazione di aggiornamento eseguita dall'altra transazione e continua a leggere dati dalla riga con versione, ignorando la modifica dei dati. Quando, tuttavia, la transazione SNAPSHOT tenta di modificare dati che sono già stati modificati da un'altra transazione, viene generato un errore e la transazione SNAPSHOT termina.

Nella sessione 1:

USE AdventureWorks2022;
GO

-- Enable snapshot isolation on the database.
ALTER DATABASE AdventureWorks2022 SET ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION ON;
GO

-- Start a snapshot transaction
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SNAPSHOT;
GO

BEGIN TRANSACTION;

-- This SELECT statement will return
-- 48 vacation hours for the employee.
SELECT BusinessEntityID, VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

Nella sessione 2:

USE AdventureWorks2022;
GO

-- Start a transaction.
BEGIN TRANSACTION;

-- Subtract a vacation day from employee 4.
-- Update is not blocked by session 1 since
-- under snapshot isolation shared locks are
-- not requested.
UPDATE HumanResources.Employee
SET VacationHours = VacationHours - 8
WHERE BusinessEntityID = 4;

-- Verify that the employee now has 40 vacation hours.
SELECT VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

Nella sessione 1:

-- Reissue the SELECT statement - this shows
-- the employee having 48 vacation hours. The
-- snapshot transaction is still reading data from
-- the older, versioned row.
SELECT BusinessEntityID, VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

Nella sessione 2:

-- Commit the transaction; this commits the data
-- modification.
COMMIT TRANSACTION;
GO

Nella sessione 1:

-- Reissue the SELECT statement - this still
-- shows the employee having 48 vacation hours
-- even after the other transaction has committed
-- the data modification.
SELECT BusinessEntityID, VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

-- Because the data has been modified outside of the
-- snapshot transaction, any further data changes to
-- that data by the snapshot transaction will cause
-- the snapshot transaction to fail. This statement
-- will generate a 3960 error and the transaction will
-- terminate.
UPDATE HumanResources.Employee
SET SickLeaveHours = SickLeaveHours - 8
WHERE BusinessEntityID = 4;

-- Undo the changes to the database from session 1.
-- This will not undo the change from session 2.
ROLLBACK TRANSACTION;
GO

B. Utilizzare l’isolamento READ COMMITTED con il controllo delle versioni delle righe

In questo esempio una transazione READ COMMITTED che utilizza il controllo delle versioni delle righe viene eseguita simultaneamente a un'altra transazione. La transazione READ COMMITTED si comporta in modo diverso da una transazione SNAPSHOT. Come una transazione SNAPSHOT, la transazione READ COMMITTED legge le righe con versione anche dopo che i dati sono stati modificati dall'altra transazione. Tuttavia, a differenza di una transazione SNAPSHOT, la transazione READ COMMITTED:

  • Legge i dati modificati dopo che l'altra transazione ha eseguito il commit delle modifiche dei dati.
  • È in grado di aggiornare i dati modificati dall'altra transazione, a differenza della transazione SNAPSHOT.

Nella sessione 1:

USE AdventureWorks2022;
GO

-- Enable READ_COMMITTED_SNAPSHOT on the database.
-- For this statement to succeed, this session
-- must be the only connection to the AdventureWorks2022
-- database.
ALTER DATABASE AdventureWorks2022 SET READ_COMMITTED_SNAPSHOT ON;
GO

-- Start a read-committed transaction
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED;
GO

BEGIN TRANSACTION;

-- This SELECT statement will return
-- 48 vacation hours for the employee.
SELECT BusinessEntityID, VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

Nella sessione 2:

USE AdventureWorks2022;
GO

-- Start a transaction.
BEGIN TRANSACTION;

-- Subtract a vacation day from employee 4.
-- Update is not blocked by session 1 since
-- under read-committed using row versioning shared locks are
-- not requested.
UPDATE HumanResources.Employee
SET VacationHours = VacationHours - 8
WHERE BusinessEntityID = 4;

-- Verify that the employee now has 40 vacation hours.
SELECT VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

Nella sessione 1:

-- Reissue the SELECT statement - this still shows
-- the employee having 48 vacation hours. The
-- read-committed transaction is still reading data
-- from the versioned row and the other transaction
-- has not committed the data changes yet.
SELECT BusinessEntityID, VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

Nella sessione 2:

-- Commit the transaction.
COMMIT TRANSACTION;
GO

Nella sessione 1:

-- Reissue the SELECT statement which now shows the
-- employee having 40 vacation hours. Being
-- read-committed, this transaction is reading the
-- committed data. This is different from snapshot
-- isolation which reads from the versioned row.
SELECT BusinessEntityID, VacationHours
FROM HumanResources.Employee
WHERE BusinessEntityID = 4;

-- This statement, which caused the snapshot transaction
-- to fail, will succeed with read-committed using row versioning.
UPDATE HumanResources.Employee
SET SickLeaveHours = SickLeaveHours - 8
WHERE BusinessEntityID = 4;

-- Undo the changes to the database from session 1.
-- This will not undo the change from session 2.
ROLLBACK TRANSACTION;
GO

Abilitare livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe

Gli amministratori di database definiscono le impostazioni a livello di database per il controllo delle versioni delle righe usando le opzioni di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT e ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION dell'istruzione ALTER DATABASE.

Quando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT è impostata su ON, i meccanismi usati per supportare l'opzione vengono attivati immediatamente. Quando si imposta l'opzione READ_COMMITTED_SNAPSHOT, nel database è consentita solo la connessione che esegue il comando ALTER DATABASE. Nel database non devono essere presenti altre connessioni aperte fino al completamento del comando ALTER DATABASE. Non è necessario che il database sia in modalità utente singolo.

La seguente istruzione Transact-SQL abilita READ_COMMITTED_SNAPSHOT:

ALTER DATABASE AdventureWorks2022 SET READ_COMMITTED_SNAPSHOT ON;

Quando l'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION è impostata su ON, l'istanza del motore di database non iniza a generare versioni di riga per i dati modificati fino al completamento di tutte le transazioni attive che includono dati modificati del database. Se sono presenti transazioni di modifica attive, il motore di database imposta lo stato dell'opzione su PENDING_ON. Dopo il completamento di tutte le transazioni di modifica, lo stato dell'opzione viene modificato in ON. Gli utenti non possono avviare una transazione SNAPSHOT nel database fino a quando l'opzione non è impostata completamente su ON. In maniera simile, i database passa a uno stato PENDING_OFF quando l'amministratore del database imposta l'opzione ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION su OFF.

La seguente istruzione Transact-SQL abilita ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION:

ALTER DATABASE AdventureWorks2022 SET ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION ON;

Nella tabella seguente sono inclusi e descritti gli stati possibili dell'opzione ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION. L'utilizzo dell'istruzione ALTER DATABASE con l'opzione ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION non blocca l'accesso in corso da parte degli utenti ai dati del database.

Stato dell’isolamento SNAPSHOT per il database corrente Descrizione
OFF Il supporto per le transazioni di isolamento SNAPSHOT non è attivato. Non è consentita alcuna transazione di isolamento SNAPSHOT.
PENDING_ON Il supporto per le transazioni di isolamento SNAPSHOT è in stato di transizione (da OFF a ON). Le transazioni aperte devono essere completate.

Non è consentita alcuna transazione di isolamento SNAPSHOT.
ON Il supporto per le transazioni di isolamento SNAPSHOT è attivato.

Transazioni SNAPSHOT consentite.
PENDING_OFF Il supporto per le transazioni di isolamento SNAPSHOT è in stato di transizione (da ON a OFF).

Le transazioni SNAPSHOT avviate dopo questo momento non possono accedere al database. Le transazioni SNAPSHOT esistenti possono continuare ad accedere al database. Le transazioni di scrittura esistenti usano ancora il controllo delle versioni in questo database. Lo stato PENDING_OFF non diventa OFF fino al termine di tutte le transazioni SNAPSHOT avviate al termine dello stato di isolamento ON del database SNAPSHOT.

Utilizzare la vista del catalogo sys.databases per determinare lo stato di entrambe le opzioni di database per il controllo delle versioni delle righe.

Tutti gli aggiornamenti alle tabelle utente e ad alcune tabelle di sistema archiviate in master e msdb generano versioni di riga.

L'opzione ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION viene impostata automaticamente su ON nei database master e msdb e non può essere disabilitata.

Gli utenti non possono impostare l'opzione READ_COMMITTED_SNAPSHOT su ON in master tempdb o msdb.

Usare livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe

L'infrastruttura di controllo delle versioni delle righe è sempre abilitata e viene utilizzata da più caratteristiche. Oltre a offrire livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe, viene utilizzata per supportare le modifiche apportate in trigger e sessioni MARS (Multiple Active Result Sets) e le letture di dati per le operazioni sugli indici online.

I livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe sono attivati a livello di database. Le applicazioni che accedono agli oggetti da database abilitati possono eseguire query utilizzando i livelli di isolamento seguenti:

  • READ COMMITTED, che utilizza il controllo delle versioni delle righe mediante l'impostazione dell'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT su ON, come illustrato nell'esempio di codice seguente:

    ALTER DATABASE AdventureWorks2022 SET READ_COMMITTED_SNAPSHOT ON;

    Quando il database è abilitato per READ_COMMITTED_SNAPSHOT, tutte le query in esecuzione nel livello di isolamento READ COMMITTED usano il controllo delle versioni delle righe. Ciò significa che le operazioni di lettura non comportano il blocco di quelle di aggiornamento.

  • Isolamento SNAPSHOT, mediante l'impostazione dell'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION su ON, come illustrato nell'esempio di codice seguente:

    ALTER DATABASE AdventureWorks2022 SET ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION ON;

    Quando si usano query tra database, una transazione in esecuzione in isolamento SNAPSHOT può accedere alle tabelle nei database con l'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION impostata su ON. Per accedere alle tabelle nei database che non dispongono dell'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION impostata su ON, è necessario modificare il livello di isolamento. Nell'esempio di codice seguente viene ad esempio illustrata un'istruzione SELECT che unisce due tabelle mentre è in esecuzione in una transazione SNAPSHOT. Una tabella appartiene a un database in cui non è stato attivato l'isolamento SNAPSHOT. Quando l'istruzione SELECT viene eseguita nel livello di isolamento SNAPSHOT, l'esecuzione non avviene correttamente.

    SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SNAPSHOT;

BEGIN TRANSACTION;

SELECT t1.col5, t2.col5
FROM Table1 as t1
INNER JOIN SecondDB.dbo.Table2 as t2
ON t1.col1 = t2.col2;

    Nell'esempio di codice seguente viene illustrata la stessa istruzione SELECT modificata in modo che il livello di isolamento della transazione sia READ COMMITTED. Grazie a questa modifica, l'istruzione SELECT viene eseguita correttamente.

    SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SNAPSHOT;

BEGIN TRANSACTION;

SELECT t1.col5, t2.col5
FROM Table1 as t1 WITH (READCOMMITTED)
INNER JOIN SecondDB.dbo.Table2 as t2
ON t1.col1 = t2.col2;

Limiti per le transazioni che utilizzano livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe

Quando si utilizzano livelli di isolamento basati sul controllo delle versioni delle righe, considerare i limiti seguenti:

  • Non è possibile abilitare READ_COMMITTED_SNAPSHOT in tempdb, msdb o master.

  • Le tabelle temporanee globali sono archiviate in tempdb tempdb. Quando si accede a una tabella temporanea globale all'interno di una transazione SNAPSHOT, è necessario che si verifichi una delle condizioni seguenti:

    • Impostare l'opzione di database ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION su ON in tempdb.
    • Utilizzare un hint di isolamento per modificare il livello di isolamento per l'istruzione.

  • Le transazioni SNAPSHOT hanno esito negativo quando:

    • Quando un database viene impostato come di sola lettura dopo l'avvio della transazione SNAPSHOT, ma prima dell'accesso al database da parte della transazione SNAPSHOT.
    • Se si accede agli oggetti da più database, quando lo stato di un database è stato modificato in modo che il recupero del database sia avvenuto dopo l'avvio di una transazione SNAPSHOT, ma prima dell'accesso al database da parte della transazione SNAPSHOT. Ad esempio: il database è stato impostato su OFFLINE e quindi su ONLINE, il database è stato chiuso e riaperto automaticamente a causa dell’opzione AUTO_CLOSE impostata su ONo il database è stato scollegato e ricollegato.

  • Le transazioni distribuite, incluse le query in database partizionati distribuiti, non sono supportate nel livello di isolamento SNAPSHOT.

  • Il motore di database non mantiene più versioni dei metadati di sistema. Le istruzioni DLL (Data Definition Language) in tabelle e altri oggetti di database, ad esempio indici, viste, tipi di dati, stored procedure e funzioni CLR, comportano la modifica dei metadati. Se un oggetto viene modificato da un'istruzione DLL, eventuali riferimenti simultanei all'oggetto nel livello di isolamento SNAPSHOT causano un errore della transazione SNAPSHOT. Le transazioni READ COMMITTED non hanno questa limitazione quando l'opzione di database READ_COMMITTED_SNAPSHOT è impostata su ON.

    Un amministratore del database esegue, ad esempio, l'istruzione ALTER INDEX seguente.

    USE AdventureWorks2022;
GO
ALTER INDEX AK_Employee_LoginID ON HumanResources.Employee REBUILD;
GO

    Le transazioni snapshot attive al momento dell'esecuzione di ALTER INDEX ricevono un errore nel caso in cui cerchino di fare riferimento alla tabella HumanResources.Employee successivamente all'esecuzione dell'istruzione ALTER INDEX. Le transazioni READ COMMITTED che utilizzano il controllo delle versioni delle righe non sono interessate.

    Nota

    Le operazioni BULK INSERT possono comportare modifiche ai metadati della tabella di destinazione, ad esempio quando si disabilita la verifica dei vincoli. In questo caso, le transazioni di isolamento SNAPSHOT simultanee che accedono a tabelle in cui è stato eseguito l'inserimento bulk non hanno esito positivo.

Personalizzare i blocchi e il controllo delle versioni delle righe

Personalizzare il timeout del blocco

Se un'istanza del motore di database non può concedere un blocco a una transazione perché un'altra transazione è già proprietaria di un blocco in conflitto nella risorsa, la prima transazione viene bloccata in attesa del rilascio del blocco esistente. Per impostazione predefinita, non esiste alcun periodo di timeout per le attese di blocco, pertanto una transazione potrebbe essere bloccata a tempo indeterminato.

Nota

Usare DMV sys.dm_os_waiting_tasks per determinare se un task è bloccato e qual è l'origine del blocco. Per altre informazioni ed esempi, vedere Informazioni e risoluzione dei problemi di blocco di SQL Server.

L'impostazione LOCK_TIMEOUT consente a un'applicazione di definire il periodo di tempo massimo durante il quale un'istruzione rimane in attesa di una risorsa bloccata. Quando il periodo di attesa di un'istruzione supera il valore massimo impostato nell'opzione LOCK_TIMEOUT, l'istruzione bloccata viene annullata automaticamente e viene restituito il messaggio di errore 1222 (Lock request time-out period exceeded). Qualsiasi transazione contenente l'istruzione, tuttavia, non viene sottoposta a rollback. Pertanto, l'applicazione deve avere un gestore degli errori in grado di intercettare il messaggio di errore 1222. Se un'applicazione non intercetta l'errore, questa può continuare senza venire a conoscenza che una singola istruzione all'interno di una transazione è stata annullata ma che la transazione rimane attiva. Gli errori possono verificarsi perché le istruzioni successive nella transazione potrebbero dipendere dall'istruzione che non è mai stata eseguita.

Mediante l'implementazione di un gestore degli errori in grado di intercettare il messaggio di errore 1222, è possibile gestire la condizione di timeout ed eseguire gli interventi di correzione necessari, ad esempio la riesecuzione automatica dell'istruzione bloccata oppure il rollback dell'intera transazione.

Importante

Le applicazioni che usano transazioni esplicite e richiedono che la transazione termini al momento della ricezione dell'errore 1222 devono eseguire il rollback esplicito della transazione come parte della gestione degli errori. Senza questo, altre istruzioni possono essere eseguite involontariamente nella stessa sessione mentre la transazione rimane attiva, causando la crescita e la perdita di dati del log delle transazioni non associati viene eseguito il rollback in un secondo momento.

Per determinare l'impostazione LOCK_TIMEOUT corrente, eseguire la funzione @@LOCK_TIMEOUT:

SELECT @@LOCK_TIMEOUT;
GO

Personalizzare il livello di isolamento della transazione

READ COMMITTED è il livello di isolamento predefinito per il motore di database. Se per un'applicazione è necessario impostare un livello di isolamento diverso, è possibile utilizzare i metodi seguenti:

  • Eseguire l'istruzione SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL.
  • Le applicazioni ADO.NET che usano lo spazio dei nomi System.Data.SqlClient possono specificare un'opzione IsolationLevel usando il metodo SqlConnection.BeginTransaction.
  • Le applicazioni che utilizzano ADO possono impostare la proprietà Autocommit Isolation Levels.
  • Quando si avvia una transazione, le applicazioni che usano OLE DB possono chiamare ITransactionLocal::StartTransaction con isoLevel impostato sul livello di isolamento della transazione desiderato. Quando si specifica il livello di isolamento in modalità autocommit, le applicazioni che utilizzano OLE DB possono impostare DBPROPSET_SESSION della proprietà DBPROP_SESS_AUTOCOMMITISOLEVELS sul livello di isolamento della transazione desiderato.
  • Nelle applicazioni in cui si usa ODBC si può impostare l'attributo SQL_COPT_SS_TXN_ISOLATION tramite SQLSetConnectAttr.

Quando si specifica il livello di isolamento, il comportamento del blocco per tutte le query e le istruzioni DLM nella sessione dipende dal livello di isolamento stesso. Il livello di isolamento viene mantenuto come valido fino al termine della sessione o all'impostazione di un livello di isolamento diverso.

Nell'esempio seguente viene impostato il livello di isolamento di SERIALIZABLE:

USE AdventureWorks2022;
GO
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
GO
BEGIN TRANSACTION;

SELECT BusinessEntityID
FROM HumanResources.Employee;

COMMIT;
GO

Se necessario, il livello di isolamento impostato può essere ignorato per singole query o istruzioni DML specificando hint a livello di tabella, La specifica di un hint a livello di tabello non ha alcun effetto sulle altre istruzioni della sessione.

Per determinare il livello di isolamento attualmente impostato, utilizzare l'istruzione DBCC USEROPTIONS come illustrato nell'esempio seguente. Il set di risultati può variare rispetto a quello del sistema.

USE AdventureWorks2022;
GO
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
GO
DBCC USEROPTIONS;
GO

Il set di risultati è il seguente.

Set Option                   Value
---------------------------- -------------------------------------------
textsize                     2147483647
language                     us_english
dateformat                   mdy
datefirst                    7
...                          ...
Isolation level              repeatable read

(14 row(s) affected)

DBCC execution completed. If DBCC printed error messages, contact your system administrator.

Hint di blocco

È possibile specificare hint di blocco per riferimenti a una singola tabella nelle istruzioni SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE e MERGE. Gli hint specificano il tipo di blocco o di controllo delle versioni delle righe utilizzato dall'istanza del motore di database per i dati della tabella. Gli hint di blocco a livello di tabella possono essere utilizzati quando è necessario un controllo più fine dei tipi di blocco acquisiti su un oggetto. Questi hint sono prioritari rispetto al livello di isolamento della transazione impostato per la sessione.

Nota

Non è consigliato l'uso degli hint di blocco quando è abilitato il blocco ottimizzato. Gli hint di tabella e per le query, anche se vengono rispettati, riducono i vantaggi del blocco ottimizzato. Per altre informazioni, vedere Evitare gli hint di blocco con il blocco ottimizzato.

Per altre informazioni su hint di blocco specifici e il relativo comportamento, vedere Hint di tabella (Transact-SQL).

Nota

È consigliabile utilizzare gli hint di blocco a livello di tabella per modificare il comportamento predefinito del blocco solo se necessario. Forzare un livello di blocco può influire negativamente sulla concorrenza.

È possibile che il motore di database debba acquisire blocchi durante la lettura di metadati, anche quando esegue l'elaborazione di un'istruzione con un hint di blocco che impedisce le richieste di blocchi condivisi in fase di lettura dei dati. Ad esempio, un'istruzione SELECT che viene eseguita al livello di isolamento READ UNCOMMITTED o che utilizza l'hint NOLOCK non acquisisce blocchi condivisi durante la lettura dei dati, ma può richiedere blocchi durante la lettura di una vista del catalogo di sistema. Ciò significa che è possibile che un'istruzione SELECT di questo tipo venga bloccata quando una transazione simultanea modifica i metadati della tabella.

Come illustrato nell'esempio seguente, se il livello di isolamento della transazione è impostato su SERIALIZABLE e l'hint di blocco a livello di tabella NOLOCK viene utilizzato con l'istruzione SELECT, i blocchi di intervalli di chiavi in genere utilizzati per mantenere le transazioni SERIALIZABLE non vengono acquisiti.

USE AdventureWorks2022;
GO
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
GO
BEGIN TRANSACTION;
GO
SELECT JobTitle
FROM HumanResources.Employee WITH (NOLOCK);
GO

-- Get information about the locks held by
-- the transaction.
SELECT resource_type,
       resource_subtype,
       request_mode
FROM sys.dm_tran_locks
WHERE request_session_id = @@SPID;

-- End the transaction.
ROLLBACK;
GO

L'unico blocco acquisito che fa riferimento a HumanResources.Employee è un blocco di stabilità dello schema (Sch-S). In questo caso la serializzabilità non è garantita.

L'opzione LOCK_ESCALATION di ALTER TABLE evitare blocchi di tabella durante l'escalation blocchi e abilita i blocchi HoBT (partizione) nelle tabelle partizionate. Questa opzione non è un hint di blocco e può essere usata per ridurre l'escalation blocchi. Per altre informazioni, vedere ALTER TABLE (Transact-SQL).

Personalizzare i blocchi per un indice

La strategia di blocco dinamico utilizzata dal motore di database prevede la selezione automatica del livello di granularità dei blocchi ottimale per le query nella maggior parte dei casi. Si consiglia di non ignorare i livelli di blocco predefiniti, a meno che i modelli di accesso a tabelle e indici non siano chiari e coerenti ed esista un problema di contesa tra risorse da risolvere. Se un livello di blocco viene ignorato, è possibile che l'accesso simultaneo a una tabella o a un indice venga ostacolato. Se ad esempio si specificano solo blocchi a livello di tabella in una tabella di notevoli dimensioni usata molto frequentemente, è possibile che si verifichino colli di bottiglia perché gli utenti devono attendere il rilascio del blocco a livello di tabella prima di accedere alla tabella.

In alcuni casi, se i modelli di accesso sono chiari e coerenti, la disattivazione del blocco a livello di pagina o di riga può risultare vantaggioso. Si supponga, ad esempio, che un'applicazione di database utilizzi una tabella di ricerca che viene aggiornata con frequenza settimanale in un processo batch. L'accesso alla tabella da parte di utenti simultanei avviene con un blocco condiviso (S), mentre quello dell'aggiornamento batch settimanale con un blocco esclusivo (X). Se il blocco a livello di pagina e di riga viene disattivato sulla tabella, l'overhead dei blocchi risulta ridotto nell'intera settimana, consentendo agli utenti di accedere simultaneamente alla tabella tramite blocchi a livello di tabella condivisi. Quando viene eseguito, il processo batch può essere completato in modo efficiente, in quanto ottiene un blocco esclusivo sulla tabella.

La disattivazione del blocco a livello di pagina o di riga può essere o meno accettabile perché l'aggiornamento batch settimanale impedirà agli utenti di accedere simultaneamente alla tabella durante l'esecuzione dell'aggiornamento. Se il processo batch modifica solo alcune righe o pagine, è possibile modificare il livello di blocco per consentire il blocco a livello di riga o di pagina, consentendo in questo modo la lettura della tabella da parte di altre sessioni senza blocchi. Se il processo batch include un numero elevato di aggiornamenti, per assicurarsi che venga eseguito in modo efficiente è consigliabile ottenere un blocco esclusivo sulla tabella.

In alcuni carichi di lavoro potrebbe verificarsi un tipo di deadlock quando due operazioni simultanee acquisiscono blocchi di riga nella stessa tabella e quindi si bloccano l'uno dall'altro perché entrambi devono bloccare la pagina. La disattivazione dei blocchi a livello di riga impone a una delle operazioni di attendere, evitando il deadlock. Per altre informazioni sui deadlock, vedere la Guida ai deadlock.

La granularità dei blocchi usata in un indice può essere impostata usando le istruzioni CREATE INDEX e ALTER INDEX. Inoltre, le istruzioni CREATE TABLE e ALTER TABLE possono essere usate per impostare la granularità dei blocchi nei vincoli PRIMARY KEY e UNIQUE. Per garantire la compatibilità con le versioni precedenti, la stored procedure di sistema sp_indexoption è anch'essa in grado di impostare la granularità. Per visualizzare l'opzione di blocco corrente per un determinato indice, usare la funzione INDEXPROPERTY. È possibile impedire l'applicazione di blocchi a livello di pagina o di riga entrambi i livelli di blocco per un particolare indice.

Blocchi non consentiti Accesso all'indice da parte di
Livello pagina Blocchi a livello di riga e tabella
A livello di riga Blocchi a livello di pagina e di tabella
A livello di pagina e di riga Blocchi a livello di tabella

Informazioni avanzate sulle transazioni

Transazioni nidificate

Le transazioni esplicite possono essere nidificate. Ciò consente principalmente il supporto delle transazioni all'interno di stored procedure che è possibile richiamare sia da un processo già incluso in una transazione che da processi privi di transazioni attive.

Nell'esempio seguente viene illustrato l'utilizzo delle transazioni nidificate. Se TransProc viene chiamato quando una transazione è attiva, il risultato della transazione nidificata in TransProc è controllato dalla transazione esterna e le relative istruzioni INSERT vengono sottoposte a commit o rollback in base al commit o al rollback della transazione esterna. Se la procedura TransProc viene eseguita da un processo privo di transazione attiva, l'istruzione COMMIT TRANSACTION alla fine della procedura esegue il commit delle istruzioni INSERT.

SET QUOTED_IDENTIFIER OFF;
GO
SET NOCOUNT OFF;
GO

CREATE TABLE TestTrans
(
ColA INT PRIMARY KEY,
ColB CHAR(3) NOT NULL
);
GO

CREATE PROCEDURE TransProc
  @PriKey INT,
  @CharCol CHAR(3)
AS

BEGIN TRANSACTION InProc;

INSERT INTO TestTrans VALUES (@PriKey, @CharCol);
INSERT INTO TestTrans VALUES (@PriKey + 1, @CharCol);

COMMIT TRANSACTION InProc;
GO

/* Start a transaction and execute TransProc. */
BEGIN TRANSACTION OutOfProc;
GO
EXEC TransProc 1, 'aaa';
GO

/* Roll back the outer transaction, this will
   roll back TransProc's nested transaction. */
ROLLBACK TRANSACTION OutOfProc;
GO

EXECUTE TransProc 3,'bbb';
GO

/*
The following SELECT statement shows only rows 3 and 4 are
still in the table. This indicates that the commit
of the inner transaction from the first EXECUTE statement of
TransProc was overridden by the subsequent roll back of the
outer transaction.
*/
SELECT *
FROM TestTrans;
GO

Il commit delle transazioni interne viene ignorato dal motore di database quando è attiva una transazione esterna. A seconda del commit o del rollback eseguito alla fine della transazione più esterna, viene eseguito il commit o il rollback della transazione. In caso di commit della transazione esterna, viene eseguito il commit anche delle transazioni nidificate e in caso di rollback della transazione esterna viene eseguito il rollback anche di tutte le transazioni interne, indipendentemente dal fatto che sia stato eseguito il commit delle singole transazioni interne.

Ogni chiamata a COMMIT TRANSACTION o COMMIT WORK si applica all'ultima esecuzione di BEGIN TRANSACTION. Se le istruzioni BEGIN TRANSACTION sono nidificate, l'istruzione COMMIT viene applicata solo all'ultima transazione nidificata, ovvero alla transazione più interna. Anche se un'istruzione COMMIT TRANSACTION transaction_name all'interno di una transazione nidificata fa riferimento al nome della transazione esterna, il commit si applica solo alla transazione più interna.

Il parametro transaction_name di un'istruzione ROLLBACK TRANSACTION non può fare riferimento alle transazioni interne di un set di transazioni nidificate denominate. transaction_name può fare riferimento solo al nome della transazione più esterna. Se a qualsiasi livello di un set di transazioni nidificate viene eseguita un'istruzione ROLLBACK TRANSACTION transaction_name che usa il nome della transazione esterna, viene eseguito il rollback di tutte le transazioni nidificate. Se a qualsiasi livello di un set di transazioni nidificate viene eseguita un'istruzione ROLLBACK WORK o ROLLBACK TRANSACTION priva del parametro transaction_name, viene eseguito il rollback di tutte le transazioni nidificate, compresa la transazione più esterna.

La funzione @@TRANCOUNT registra il livello di nidificazione corrente delle transazioni. Ogni istruzione BEGIN TRANSACTION incrementa @@TRANCOUNT di uno. Ogni istruzione COMMIT TRANSACTION o COMMIT WORK decrementa @@TRANCOUNT di uno. Un'istruzione ROLLBACK WORK o ROLLBACK TRANSACTION priva del nome della transazione esegue sempre il rollback di tutte le transazioni nidificate e riduce @@TRANCOUNT a 0. Un'istruzione ROLLBACK TRANSACTION che usa il nome di transazione della transazione più esterna in un set di transazioni nidificate esegue il rollback di tutte le transazioni nidificate e decrementa @@TRANCOUNT a 0. Per determinare se ci si trova all'interno di una transazione, verificare che SELECT @@TRANCOUNT sia 1 o maggiore. Se @@TRANCOUNT è 0, non ci si trova all'interno di una transazione.

Usare sessioni associate

Le sessioni associate semplificano il coordinamento di azioni tra più sessioni nello stesso server. Tramite le sessioni associate due o più sessioni possono condividere la stessa transazione e gli stessi blocchi, utilizzando gli stessi dati senza conflitti di blocco. È possibile creare sessioni associate in base a più sessioni nella stessa applicazione oppure in base a più applicazioni con sessioni distinte.

Per partecipare a una sessione associata, una sessione chiama sp_getbindtoken o srv_getbindtoken (tramite ODS) per ottenere un token di associazione. Un token di associazione è una stringa di caratteri che identifica in modo univoco ogni transazione associata. Il token di associazione viene quindi inviato alle altre sessioni da associare alla sessione corrente. Le altre sessioni vengono associate alla transazione chiamando sp_bindsession e usando il token di associazione ricevuto dalla prima sessione.

Nota

Una sessione deve disporre di una transazione utente attiva affinché sp_getbindtoken o srv_getbindtoken abbia esito positivo.

I token di associazione devono essere trasmessi dal codice dell'applicazione che esegue la prima sessione al codice dell'applicazione che successivamente associa le sessioni alla prima sessione. Non esistono istruzioni Transact-SQL o funzioni API utilizzabili in un'applicazione per ottenere il token di associazione per una transazione avviata da un altro processo. Di seguito vengono descritti alcuni dei metodi che è possibile utilizzare per la trasmissione di un token di associazione:

  • Se tutte le sessioni vengono iniziate dallo stesso processo dell'applicazione, i token di associazione possono essere archiviati nella memoria globale o passati come parametri di funzioni.

  • Se le connessioni vengono eseguite da processi dell'applicazione distinti, i token di associazione possono essere trasmessi utilizzando la comunicazione interprocesso (IPC), ad esempio tramite DDE (scambio dinamico dei dati) o un chiamata RPC (Remote Procedure Call).

  • I token di associazione possono essere archiviati in un'istanza del motore di database che può essere letta dai processi in attesa di essere associati alla prima sessione.

In un set di sessioni associate può essere attiva una sola sessione per volta. Se una sessione esegue un'istruzione nell'istanza o è in attesa di risultati dall'istanza, le altre sessioni associate allo stesso token possono accedere all'istanza solo dopo il completamento dell'elaborazione della sessione corrente o l'annullamento dell'istruzione corrente. Se l'istanza è occupata per l'elaborazione di un'istruzione da un'altra delle sessioni associate, viene generato un errore indicante che lo spazio della transazione è in uso e che è necessario riprovare la sessione in un secondo momento.

Quando si associano sessioni, ogni sessione mantiene il relativo livello di isolamento. L'utilizzo di SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL (livello di isolamento della transazione) per modificare il livello di isolamento di una sessione non influisce sull'impostazione di qualsiasi altra sessione associata allo stesso token.

Tipi di sessioni associate

Sono disponibili due tipi di sessioni associate, ovvero locali e distribuite.

  • Sessione associata locale Consente alle sessioni associate di condividere lo spazio di una singola transazione in una sola istanza del motore di database.

  • Sessione associata distribuita Consente alle sessioni associate di condividere lo stesso spazio della transazione in due o più istanze fino a quando non viene eseguito il commit o il rollback dell'intera transazione tramite Microsoft Distributed Transaction Coordinator (MS DTC).

Le sessioni associate distribuite non sono identificate da un token di associazione di tipo stringa, ma dai numeri di identificazione delle transazioni distribuite. Se una sessione associata partecipa a una transazione locale ed esegue una chiamata RPC in un server remoto con l'opzione SET REMOTE_PROC_TRANSACTIONS ON, la transazione associata locale viene automaticamente promossa a transazione associata distribuita da MS DTC e viene avviata una sessione di MS DTC.

Quando utilizzare le sessioni associate

Nelle versioni precedenti di SQL Server le sessioni associate vengono prevalentemente utilizzate nello sviluppo di stored procedure estese che devono eseguire istruzioni Transact-SQL per conto del processo da cui sono chiamate. Quando tramite il processo chiamante il token di associazione viene passato come parametro della stored procedure estesa, la procedura può partecipare allo spazio della transazione del processo chiamante e viene pertanto integrata in tale processo.

Nel motore di database le stored procedure scritte utilizzando CLR sono più sicure, scalabili e stabili rispetto alle stored procedure estese. Le stored procedure CLR usano l'oggetto SqlContext, anziché sp_bindsession, per unire il contesto della sessione chiamante.

Le sessioni associate possono essere utilizzate per lo sviluppo di applicazioni a tre livelli in cui la logica di business è incorporata in programmi distinti che operano congiuntamente in una singola transazione aziendale. Tali programmi devono essere sviluppati in modo da coordinarne accuratamente l'accesso a un database. Poiché le due sessioni condividono gli stessi blocchi, i due programmi non devono tentare di modificare gli stessi dati simultaneamente. In qualsiasi momento può essere in funzione una sola sessione come parte della transazione. L'esecuzione parallela non è possibile. La transazione può essere passata da una sessione all'altra solo in specifici punti definiti, ad esempio dopo il completamento di tutte le istruzioni DML e il recupero dei relativi risultati.

Codificare transazioni efficienti

È importante mantenere le transazioni il più brevi possibile. Quando viene avviata una transazione, un sistema di gestione di database (DBMS, Database Management System) deve tenere occupate molte risorse fino alla fine della transazione in modo da proteggerne le proprietà di atomicità, consistenza, isolamento e durevolezza (ACID, Atomicity, Consistency, Isolation and Durability). Se i dati vengono modificati, le righe modificate devono essere protette con blocchi esclusivi che ne impediscono la lettura da parte di altre transazioni. Tali blocchi devono essere mantenuti attivi fino al commit o al rollback della transazione. In base alle impostazioni del livello di isolamento della transazione, le istruzioni SELECT possono acquisire blocchi che è necessario mantenere attivi fino a quando non è stato eseguito il commit o il rollback della transazione. Nei sistemi con numerosi utenti è necessario mantenere le transazioni più brevi possibile per ridurre la possibilità che si verifichino contese di risorse tra connessioni simultanee. Le transazioni non efficienti che richiedono tempi di esecuzione prolungati potrebbero non presentare alcun problema se il numero di utenti è ridotto, mentre ne presentano molti in sistemi con migliaia di utenti. A partire da SQL Server 2014 (12.x), il motore di database supporta transazioni con durabilità ritardata. Le transazioni durevoli ritardate potrebbero migliorare la scalabilità e le prestazioni, ma non garantiscono la durabilità. Per altre informazioni, vedere Controllo della durabilità delle transazioni.

Linee guida relative al codice

Di seguito vengono riportate le linee guida per la codifica di transazioni efficienti:

  • Evitare di richiedere l'input dell'utente durante una transazione. Richiedere agli utenti l'input necessario prima di avviare una transazione. Se durante una transazione è necessario input dell'utente aggiuntivo, è consigliabile eseguire il rollback della transazione corrente e riavviarla dopo avere ottenuto l'input desiderato. Anche se gli utenti rispondono immediatamente, i tempi di reazione umani sono in larga misura inferiori alla velocità del computer. Tutte le risorse utilizzate dalla transazione vengono tenute occupate per periodi di tempo estremamente prolungati e possono pertanto causare potenziali problemi di blocco. Se gli utenti non rispondono, la transazione rimane attiva e continua a bloccare risorse critiche fino a quando non riceve una risposta, ovvero anche dopo diversi minuti o addirittura diverse ore.

  • Se possibile, evitare di aprire una transazione durante l'analisi dei dati. Le transazioni devono essere avviate solo dopo il completamento dell'analisi preliminare dei dati.

  • Mantenere la transazione il più breve possibile. Dopo avere determinato quali modifiche è necessario eseguire, avviare la transazione, eseguire le istruzioni di modifica e quindi eseguire immediatamente il commit o il rollback. Evitare di aprire la transazione prima che sia necessario.

  • Per limitare i blocchi, è consigliabile utilizzare per le query di sola lettura un livello di isolamento basato sul controllo delle versioni delle righe.

  • Utilizzare in modo intelligente i livelli bassi di isolamento delle transazioni. Molte applicazioni possono essere codificate per usare il livello di isolamento della transazione READ COMMITTED. Poche transazioni richiedono il livello di isolamento della transazione SERIALIZABLE.

  • Usare in modo intelligente le opzioni di concorrenza ottimistica. In un sistema in cui è improbabile che vengano eseguiti aggiornamenti simultanei, l'overhead associato all'errore occasionale causato dalla modifica dei dati da parte di altri utenti successivamente alla lettura dei dati stessi può essere molto più ridotto dell'overhead associato al blocco di ogni riga letta.

  • Durante una transazione, accedere alla quantità minima di dati possibile. Ciò consente ridurre il numero di righe bloccate e pertanto anche la contesa tra le transazioni.

  • Evitare gli hint di blocco pessimistici, come HOLDLOCK, quando possibile. Gli hint come il livello di isolamento HOLDLOCK o SERIALIZABLE possono causare l'attesa dei processi anche per i blocchi condivisi e riducono la concorrenza.

  • Evitare di usare transazioni implicite quando possibile. Le transazioni implicite possono introdurre comportamenti imprevedibili a causa della loro natura. Vedere Transazioni implicite e i problemi di concorrenza.

Transazioni implicite ed evitare problemi di concorrenza e risorse

Per evitare problemi di concorrenza e delle risorse, è necessario gestire le transazioni implicite con la massima attenzione. Quando si usano transazioni implicite, la successiva istruzione di Transact-SQL dopo COMMIT o ROLLBACK avvia automaticamente una nuova transazione. Ciò potrebbe comportare l'apertura di una nuova transazione mentre nell'applicazione è in corso l'esame dei dati o addirittura quando viene richiesto l'input dell'utente. Dopo che è stata completata l'ultima transazione necessaria per la protezione delle modifiche ai dati, disabilitare le transazioni implicite fino a quando non è nuovamente necessaria una transazione per la protezione delle modifiche. In questo modo, quando nell'applicazione è in corso l'esame dei dati e viene richiesto l'input dell'utente, nel motore di database viene utilizzata la modalità autocommit.

Inoltre, se è abilitato il livello di isolamento SNAPSHOT, anche se una nuova transazione non manterrà attivi i blocchi, una transazione con esecuzione prolungata consentirà di evitare la rimozione delle versioni precedenti dall’archivio di versione.

Gestire transazioni con esecuzione prolungata

Una transazione con esecuzione prolungata è una transazione attiva su cui non è stato eseguito tempestivamente il commit o il rollback. Se, ad esempio, l'inizio e la fine di una transazione sono controllati dall'utente, una causa tipica di una transazione con esecuzione prolungata è l'avvio di una transazione da parte di un utente senza la successiva immissione di una risposta.

Una transazione con esecuzione prolungata può causare seri problemi a un database, come indicato di seguito:

Importante

Nel database SQL di Azure le transazioni inattive (transazioni che non sono state scritte nel log delle transazioni per sei ore) vengono terminate automaticamente per liberare risorse.

Individuare le transazioni a esecuzione prolungata

Per individuare le transazioni con esecuzione prolungata, utilizzare una delle alternative seguenti:

  • sys.dm_tran_database_transactions

    Questa vista a gestione dinamica restituisce informazioni sulle transazioni a livello di database. Per una transazione a esecuzione prolungata, le colonne più rilevanti sono quelle che indicano l'ora del primo record di log (database_transaction_begin_time), lo stato attuale della transazione (database_transaction_state) e il numero di sequenza del file di log (LSN) del record iniziale nel log delle transazioni (database_transaction_begin_lsn).

    Per altre informazioni, vedere sys.dm_tran_database_transactions (Transact-SQL).

  • DBCC OPENTRAN

    Questa istruzione consente di identificare l'ID utente del proprietario della transazione, in modo da risalire all'origine della transazione per terminarla in modo più appropriato (commit o rollback). Per altre informazioni, vedere DBCC OPENTRAN (Transact-SQL).

Terminare una transazione

Per terminare una transazione in una sessione specifica, usare l'istruzione KILL. Eseguire l'istruzione con cautela, soprattutto quando sono in esecuzione processi importanti. Per altre informazioni, vedere KILL (Transact-SQL).

Deadlock

I deadlock sono un argomento complesso correlato ai blocchi, ma diverso dal bloccaggio.

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