调度应用程序的并发问题

Question

我们的应用程序需要一个简单的调度机制 - 我们只能在同一时间间隔内为每个房间安排一次访问（但一次访问可以使用一个或多个房间）。使用 SQL Server 2005，示例过程可能如下所示：

CREATE PROCEDURE CreateVisit
    @start datetime, @end datetime, @roomID int
AS
BEGIN
DECLARE @isFreeRoom INT

BEGIN TRANSACTION

SELECT @isFreeRoom = COUNT(*) 
FROM visits V
INNER JOIN visits_rooms VR on VR.VisitID = V.ID
WHERE @start = start AND @end = [end] AND VR.RoomID = @roomID

IF (@isFreeRoom = 0)
BEGIN
    INSERT INTO visits (start, [end]) VALUES (@start, @end)
    INSERT INTO visits_rooms (visitID, roomID) VALUES (SCOPE_IDENTITY(), @roomID)
END

COMMIT TRANSACTION
END

为了不让同一个房间同时安排两次就诊，在程序中应该如何处理这个问题？我们应该使用 SERIALIZABLE 事务隔离级别还是使用表提示（锁）？哪个更好？

Answer 1

我会让调用应用程序传入一个逗号分隔的房间 ID 列表，然后在 SQL 中拆分它们，用一个 INSERT 插入所有行。这样做，并使用适当的锁定提示（在单个 SELECT 上），应该可以让您的调度过程正常工作。

I prefer the number table approach to split a string in TSQL，但如果有的话，你可以使用自己的拆分方法。以下是如何使数字表拆分方法起作用：

要使此方法起作用，您需要进行一次时间表设置：

SELECT TOP 10000 IDENTITY(int,1,1) AS Number
    INTO Numbers
    FROM sys.objects s1
    CROSS JOIN sys.objects s2
ALTER TABLE Numbers ADD CONSTRAINT PK_Numbers PRIMARY KEY CLUSTERED (Number)

一旦设置了 Numbers 表，创建这个拆分函数：

CREATE FUNCTION [dbo].[FN_ListToTable]
(
     @SplitOn  char(1)      --REQUIRED, the character to split the @List string on
    ,@List     varchar(8000)--REQUIRED, the list to split apart
)
RETURNS TABLE
AS
RETURN 
(

    ----------------
    --SINGLE QUERY-- --this will not return empty rows
    ----------------
    SELECT
        ListValue
        FROM (SELECT
                  LTRIM(RTRIM(SUBSTRING(List2, number+1, CHARINDEX(@SplitOn, List2, number+1)-number - 1))) AS ListValue
                  FROM (
                           SELECT @SplitOn + @List + @SplitOn AS List2
                       ) AS dt
                      INNER JOIN Numbers n ON n.Number < LEN(dt.List2)
                  WHERE SUBSTRING(List2, number, 1) = @SplitOn
             ) dt2
        WHERE ListValue IS NOT NULL AND ListValue!=''

);
GO 

您现在可以轻松地将 CSV 字符串拆分为表格并加入表格：

select * from dbo.FN_ListToTable(',','1,2,3,,,4,5,6777,,,')

输出：

ListValue
-----------------------
1
2
3
4
5
6777

(6 row(s) affected)

这就是我要为您制作的程序：

CREATE PROCEDURE CreateVisit
    @start datetime, @end datetime, @roomIDs varchar(8000)
AS
BEGIN
DECLARE @RowID INT

BEGIN TRANSACTION

IF NOT EXISTS (SELECT
                   1
                   FROM visits_rooms           (HOLDLOCK,UPDLOCK)  v 
                       INNER JOIN dbo.FN_ListToTable(',',@roomIDs) r ON v.RoomID=r.ListValue
                   WHERE @start = start AND @end = [end] AND VR.RoomID = @roomID --copy of your logic, but shouldn't it be WHERE start>=@start AND [end]<=@end
              )
BEGIN
    INSERT INTO visits (start, [end]) VALUES (@start, @end)
    SELECT @RowID=SCOPE_IDENTITY()
    INSERT INTO visits_rooms
            (visitID, roomID)
        SELECT 
            @RowID, r.ListValue
            FROM dbo.FN_ListToTable(',',@roomIDs) r

END

COMMIT TRANSACTION
END

去

如果一次计划尝试有多个 RoomID，您可以先将它们拆分为 @TempTable 变量或实际表 #TempTable，然后在 IF EXISTS 和 INSERT SELECT 中重复使用。

Answer 2

我过去也这样做过……

...

BEGIN TRANSACTION

SELECT @isFreeRoom = COUNT(*) 
FROM visits V  WITH (HOLDLOCK, ROWLOCK)

... 锁将在事务结束时释放。

Answer 3

WHERE @start = start AND @end = [end] AND VR.RoomID = @roomID

此检查不正确，因为您只会发现房间的安排是否恰好在 @start 和 @end 之间。如果安排在 (@start-1, @end) 或 (@start, @end+1) 之间，您会发现房间是“空闲”的，换句话说，任何与您想要的开始时间不完全匹配的重叠间隔和结尾。正确的检查是这样的：

WHERE [start] < @end AND [end] > @start AND RoomID = @roomID

至于调度，最简单的就是在可序列化事务下做。这很简单，但远非理想：您将遇到死锁并且您将遇到可伸缩性问题。但是如果负载很轻，这会很好地工作。但在大多数调度系统中，资源分配（座位、房间等）首先将所选资源显示给用户，然后再进行分配。这是因为人类很挑剔，他们可能想要调整分配的资源（有房间偏好，需要相邻的房间等）。

如果您想要一个高度可扩展且无死锁的系统，该系统可以自动分配资源，您需要为每个房间使用一行的资源表和访问时间。也就是说，如果您的访问持续 1 小时并且程序是每天 12 小时，那么您每天每个房间有 12 行。从这张表中，您可以一次性安排房间，效率很高：

UPDATE TOP(@numberOfRooms) RoomHours WITH (ROWLOCK, READPAST)
 SET Free = 0
OUTPUT DELETED.RoomID
WHERE Free = 1
AND RoomHour BETWEEN @start AND @end;