数据库系统第八章 并发控制

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1、第八章并发控制概述、封锁封锁协议活锁和死锁并发调度的可串行性两段锁协议封锁的粒度总述数据库→并发资源串行执行：会浪费很多资源并行执行：充分利用资源单处理机系统：→交叉并发并行的操作轮流交叉执行；并没有真正并行运行，减少空闲时间多处理机系统：→同时并发多个事务的真正并行运行并发控制机制→数据库系统中衡量的标志8.1并发控制概述事务：并发控制的基本单位：ACID特性破坏ACID的原因：多个事务对数据库的并发操作解决的方法：对并发控制进行正确调度简单的例子：售票系统不一致性的三种类型丢失修改、不可重复读、读“脏”数据8.1并发控制概述1、丢失修改T1读入

2、A；T2读入A；T1修改结果，并提交；T2修改结果，并提交；T1对数据的修改被丢失了。8.1并发控制概述丢失修改的具体表现T1和T2同时读入同一数据，并进行修改；T1先提交修改结果；T2在提交修改结果；T1对数据的修改被丢失了。8.1并发控制概述2、不可重复读T1读A、B，对A和B求和；T2读B，将B*2写回；T1读A、B，对A和B求和；两次结果不同8.1并发控制概述2、不可重复读的三种情况修改的情况：T1读数据，T2对同一数据修改，T1再次读得到不同的值；删除的情况：T1从数据库中读数据记录，T2对这些记录进行了一定删除，T1再读发现有些记录没了

3、；插入的情况：T1按一定条件从数据库中读数据记录，T2又插入满足相同条件的记录，T1再读时发现记录多了。8.1并发控制概述3、读“脏”数据T1读C，将B*2写回；T2读C；T1事务回滚，恢复为原来的值；读取了无效的数据8.1并发控制概述3、读“脏”数据T1修改了某一数据；T2读取了它；T1因为某种原因而撤消了；产生数据不一致的根本原因并发操作破坏了事务的隔离性实现并发控制的主要技术→封锁locking8.2封锁封锁的定义：事务T在对某个数据对象操作之前，先向系统发出请求，对其加锁；加锁后的事务T就有可该数据对象进行一定控制；在事务T释放锁之前，其他

4、事务不能更新此数据对象。8.2封锁封锁的类型：排它锁：X锁写锁事务T对数据对象A加X锁，则只允许T读取和修改A，其它任何事务不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁。保证了其它事务在T释放X锁之前不能读或修改A。共享锁：S锁读锁事务T对数据对象A加S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁保证了其它事务可以读A，但在T释放S锁之前不能对A做修改。8.2封锁X锁和S锁的相容性T2T1XSXNNYSNYYYYY已加的锁要加的锁8.3封锁协议封锁协议规定何时申请X锁或S锁、持锁时间、何时释放等。三

5、级封锁协议在三个级别上解决：丢失修改、不可重复读和读“脏”数据等问题。不同的级别达到的系统一致性级别不同。一、一级封锁协议事务的结束：正常结束commit：非正常结束rollback：定义：事务T在修改数据R之前必须对其先加X锁，直到T结束才释放。作用：可解决：丢失修改的问题。不能解决：不可重复读和读“脏”数据的问题。二、二级封锁协议定义：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，读取之后释放S锁。作用：解决：防丢失修改、防读“脏”数据不能解决：不可重复读三、三级封锁协议定义一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，直到

6、事务结束才释放。作用：解决：丢失修改、读“脏”数据、不可重复读。封锁协议总述三级协议的区别什么操作需要申请封锁何时释放锁X锁S锁一致性保证操作结束释放事务结束释放操作结束释放事务结束释放不丢失修改不读“脏”数据可重复读一级YY二级YYYY三级YYYYY8.4活锁和死锁情况和OS中的类似。活锁：永远等待（分配不公）T1封锁了R：T2请求R，T3也请求R；T1结束释放T3，T3结束又释放了T4；→T2永远在等待。死锁：永远不能结束（互相等待）T1封锁了R1，T1又请求R2；T2已封锁了R2，T2又请求R1；8.4活锁和死锁活锁的处理方法：排队机制死锁的

7、处理方法：和OS中类似死锁的预防：一次封锁法：要求每个事务必须一次将所有要使用的数据都加锁。存在的问题：扩大了封锁的范围，会有新的封锁要求。顺序封锁法：预先对数据对象规定一个封锁顺序。存在的问题：数据对象极多维护困难，很难预先确定每个事务要封锁的对象。8.4活锁和死锁死锁的处理方法：死锁的诊断与解除超时法：如果一个事务的等待超过一定时限。缺点：时限很难选取。事务等待图法：一个有向图G=（T，U），T（事务）为结点集，U（等待情况）为边的集合。并发控制子系统周期性检查图，看有无回路。死锁的解除：选择一个死锁代价最小的事务，撤消，让其重新执行。8.5并

8、发调度的可串行性可串行化的调度：多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行它们时的结果相同。可串行性