2024022201-并发控制

并发控制

多事务执行方式

(1)事务串行执行

  • 每个时刻只有一个事务运行,其他事务必须等到这个事务结束以后方能运行
  • 不能充分利用系统资源,发挥数据库共享资源的特点

(2)交叉并发方式(interleaved concurrency)

  • 事务的并行执行是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行
  • 是单处理机系统中的并发方式,能够减少处理机的空闲时间,提高系统的效率

(3)同时并发方式(simultaneous concurrency)

  • 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
  • 最理想的并发方式,但受制于硬件环境
  • 更复杂的并发方式机制

事务并发执行带来的问题

可能会存取和存储不正确的数据,破坏事务的隔离性和数据库的一致性

DBMS必须提供并发控制机制

并发控制机制是衡量一个DBMS性能的重要标志之一

并发控制机制的任务

对并发操作进行正确调度

保证事务的隔离性

保证数据库的一致性

并发操作带来的数据不一致性

丢失修改(lost update)

  • 丢失修改是指事务1与事务2从数据库中读入同一数据并修改
  • 事务2的提交结果破坏了事务1提交的结果,导致事务1的修改被丢失。

不可重复读(non-repeatable read)

  • 不可重复读是指事务1读取数据后,事务2执行更新操作,使事务1无法再现前一次读取结果。

读"脏"数据(dirty read)

  • 事务1修改某一数据,并将其写回磁盘
  • 事务2读取同一数据后
  • 事务1由于某种原因被撤消,这时事务1已修改过的数据恢复原值
  • 事务2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。

封锁

什么是封锁

  • 封锁就是事务T在对某个数据对象(例如表、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,其它的事务不能更新此数据对象。
  • 封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术

基本封锁类型

  • 排它锁(eXclusive lock,简记为X锁)
    • 排它锁又称为写锁
    • 若事务T对数据对象A加上X锁,则只允许T读取和修改A,其它任何事务都不能再对A加任何类型的锁,直到T释放A上的锁
  • 共享锁(Share lock,简记为S锁)
    • 共享锁又称为读锁
    • 若事务T对数据对象A加上S锁,则其它事务只能再对A加S锁,而不能加X锁,直到T释放A上的S锁

基本锁的相容矩阵

封锁协议

  • 1级封锁协议
    • 事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁,直到事务结束才释放
    • 1级封锁协议可防止丢失修改
    • 在1级封锁协议中,如果是读数据,不需要加锁的,所以它不能保证可重复读和不读"脏"数据。
      • 读"脏"数据
      • 不可重复读
  • 2级封锁协议
    • 1级封锁协议+事务T在读取数据R前必须先加S锁,读完后即可释放S锁
    • 2级封锁协议可以防止丢失修改和读"脏"数据。
    • 在2级封锁协议中,由于读完数据后即可释放S锁,所以它不能保证可重复读。
  • 3级封锁协议
    • 1级封锁协议 + 事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁,直到事务结束才释放
    • 3级封锁协议可防止丢失修改、读脏数据和不可重复读。
  • 三级协议的主要区别
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