《并发控制》课件

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1、第十一章并发控制教学目的：①理解并发操作的概念，一级并发操作带来的问题②并发控制的主要技术是封锁，理解封锁协议，以及执行封锁协议会带来什么问题，如何解决？③理解并发调度，并发调度的正确性。重点难点：三级封锁协议和两段锁协议教学方法：多媒体教学教学课时：4课时11.1并发控制数据库是一个共享资源，可供多个用户使用。允许多个用户同时使用的数据库系统称为多用户数据库系统。例如：银行数据库系统、机票订票数据库系统等。并发控制的产生是由于共享的要求，即多个用户程序并发存取同一数据。并发控制单位是事务。在单处理机系统中，事务的并行执行实际上是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行。

2、这种并行执行方法称为交叉并发方式(InterleavedConcurrency)。虽然单处理机系统中的并行事务并没有真正的并行运行，但是减少了处理机的空闲时间，提高了系统的效率。在多处理机系统中，每个处理机可以运行一个事务，多个处理机可以同时运行多个事务，实现多个事务真正的并行运行。这种并行执行方式称为同时并发方式(Simultaneousconcurrency)。本章讨论的数据库系统并发控制技术是以单处理机系统为基础的。当多个用户并发地存取数据库数据时，就可能会产生多个事务同时存取同一数据的情况。若对并发操作不加控制，就可能会导致读和写不正确的数据，破坏数据库的一

3、致性。并发控制的核心问题是在保证数据库一致性的前提下最大限度地提高并发度。例：考虑飞机订票系统中的一个活动序列：(1)甲售票点读出某航班的机票余额=16；(2)乙售票点读出同一航班的机票余额也为16；(3)甲售票点卖出一张机票，修改余额为15，并把A写回数据库；(4)乙售票点也卖出一张机票，也修改余额为15，并把A写回数据库。甲：read(A);乙：read(A);甲：A:=A–1;乙：A:=A–1;甲：write(A);乙：write(A);结果卖出了两张票，数据库中机票余额只减少1。原因是甲乙售票过程是交叉进行的。解决的办法是要把甲乙售票点的操作放在两个事务中，

4、一个执行完了才能执行另一个。事务如果不加控制地并发执行，会产生下列三个问题：丢失修改(lostupdate)读脏数据(dirtyread)读值不可复现(unrepeatableread)T1T2读A=16读A=16写入A=A-1=15写入A=A-1=15t(1)丢失更新：指事务T1与事务T2从数据库中读入同一数据并修改，事务T2的提交结果破坏了事务T1提交的结果，导致事务T1的修改被丢失。T1T2读A=50B=100A+B=150读B=100写B=B*2=200读A=50B=200A+B=250t(2)读值不可重现指事务T1读取数据后，事务T2执行了更新操作，某种原

5、因使用户重新查看事务T1，这时事务T1使用的是事务T2修改后的数据，造成了数据的不一致性。在一事务范围内，两个相同查询将返回不同数据。由于查询注意到其他提交事务的修改而引起的。事务T1读取某数据，事务T2对其做了修改(得到与前一次不同的值)、删除(记录消失)、插入(多了记录)。其中删除和插入的不可重复读称为幻影(PhantonRow)现象。(3)读“脏”数据指事务T1修改某一数据，并将其写回磁盘，事务T2读取同一数据后，事务T1由于某种原因被撤消，这时事务T1已修改过的数据恢复原值，事务T2读到的数据就与数据库中的数据不一致，是不正确的数据，又称为“脏”数据。T1T

6、2读C=100写C=C*2=200读C=200回滚恢复C=100t为什么出现以上三种问题呢？原因是：并发操作破坏了事务的隔离性，即没有对并发事务进行控制，哪个事务申请了就被执行了。11.2并行控制的技术——封锁为了避免并发事务引起操作的冲突，DBMS提供了对数据进行封锁的管理机制。封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。封锁：所谓封锁就是事物T在对某个数据对象(表、记录等)操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其他事务不能更新此数据对象。1、加锁和解锁加锁(lock):当一个事务访问数据库中的某个数据

7、单元时，要先对被访问的数据单元加锁。解锁(unlock)：事务访问结束后释放锁。2、封锁的类型通常设置的两种基本类型的锁:独占锁(X锁，eXclusivelock，写锁，排它锁)：独占型封锁是指如果事务T对数据A实施了X封锁，则只允许T读取和修改A，其他事务不能再对A加任何类型的锁，要等到事务T解除X封锁后，才能获准对A数据进行封锁。共享锁(S锁，Sharedlock，读锁)：共享型封锁是指如果事务T对数据R加上S封锁，则事务T可以读R但不能修改R，其他事务对数据R的X封锁便不能成功，而对数据R的S封锁请求可以成功。这样其他事务可以读取R但不能修改R，直到事务T