数据库原理 — — 并发控制 - 蔡不菜和他的uU们

并发控制概述

多事务串行执行方式

交叉并发执行
- 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
同时并发方式
- 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的一致性

DMBS 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

数据不一致

丢失修改
- 多个事务从数据库中读入同一个数据并修改，某个事务的提交结果破坏了另外一个事务提交的修改，导致该事务的修改丢失
可重复读
- 事务1执行读取数据操作后，事务2执行更新操作，使事务1无法再现前一次读取结果
- 事务1读取某一数据后（三类不可重复读）
- 事务2对其做了修改，事务1再次读该数据，得到与前一次不同的值
- 事务2删除了其中部分记录，事务1再次读数据，发现某些数据消失了
- 事务2插入部分部分记录，事务1再次读数据，发现多了一些数据
  - 后两种情况也称为幻影现象
读“脏”数据
- 事务1修改某一磁盘，并将其修改回磁盘，事务2读取同一数据，但由于某种原因事务1被撤销，这时事务1已修改的数据恢复为原来值，事务2读到的数与原数据库不一致，是不正确的数据，又称为脏数据

封锁就是事务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

封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术

排他锁写锁

事务T 对数据对象A加上 X锁，只允许该事务读取和修改 A，其他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。

保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A

共享锁读锁

事务T 对数据对象A加上S 锁，则事务T可以读A 但不能修改A，其他事务能对A加 S 锁，但不能加 X 锁，直到 T 释放A上的S锁。

保证了其他事务可以读A，但在T释放A上的S锁前不能对A做任何修改

排他锁与共享锁的控制方式可以用相容矩阵来表示

T1\T2	X	S	-
X	N	N	Y
S	N	Y	Y
-	Y	Y	Y

封锁机制解决数据不一致问题

一句话理解就是，什么时候加锁，什么时候释放锁

一级封锁协议是：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。事务结束包括正常结束（COMMIT）和非正常结束（ROLLBACK）。
- 一级封锁协议可以防止丢失修改，并保证事务T是可恢复的。使用一级封锁协议可以解决丢失修改问题。
  在一级封锁协议中，如果仅仅是读数据不对其进行修改，是不需要加锁的，它不能保证可重复读和不读“脏”数据。
二级封锁协议是：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，读完后方可释放S锁。
- 二级封锁协议除防止了丢失修改，还可以进一步防止读“脏”数据。但在二级封锁协议中，由于读完数据后即可释放S锁，所以它不能保证可重复读。
三级封锁协议是：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，直到事务结束才释放。
- 三级封锁协议除防止了丢失修改和不读“脏”数据外，还进一步防止了不可重复读。

上述三级协议的主要区别在于什么操作需要申请封锁，以及何时释放。

封锁协议可以有效解决并行操作的一致性问题，但也带来一些新的问题

处理要求得不到响应，多个事务对同一个对象进行操作，但事务可能很多，最后一个请求的要求一直得不到满足，

指某个事物永远处于等待状态，得不到执行的现象

避免活锁

由于事务的推进顺序不协调，导致资源无法

死锁的四个必要条件

解决死锁