第十一章 并发控制思维导图

数据库管理并发控制，分六个板块，概述、封锁、封锁协议、死锁和活锁、并发调度的可串行性、两段锁协议

第十一章 并发控制

• 并发控制概述
  • 事务是并发控制的基本单位
  • 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
    • 1.丢失修改（Lost Update）
    • 2.不可重复读（Non-repeatable Read）
    • 3.读“脏”数据（Dirty Read）
  • 记号
    • R(x):读数据x
    • W(x):写数据x
  • 主要技术
    • 封锁(Locking)
    • 时间戳(Timestamp)
    • 乐观控制法
    • 多版本并发控制(MVCC)
• 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
    • 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 Locks，简记为X锁）
    • 共享锁（Share Locks，简记为S锁）
  • 锁的相容矩阵
• 封锁协议
  • 在运用X锁和S锁对数据对象加锁时，需要约定一些规则，这些规则为封锁协议
  • 保持数据一致性的常用封锁协议
    • 1.一级封锁协议
      • 一级封锁协议可防止丢失修改，并保证事务T是可恢复的。
      • 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，所以它不能保证可重复读和不读“脏”数据。
    • 2.二级封锁协议
      • 二级封锁协议可以防止丢失修改和读“脏”数据。
      • 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。
    • 3.三级封锁协议
      • 三级封锁协议可防止丢失修改、读脏数据和不可重复读。
    • 主要区别
• 活锁和死锁
  • 活锁
    • 避免活锁：采用先来先服务的策略
  • 死锁
    • 解决死锁的方法
      • 1. 死锁的预防
        • （1）一次封锁法
          • 要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能继续执行
          • 存在的问题
            • 降低系统并发度
        • （2）顺序封锁法
          • 顺序封锁法是预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事务都按这个顺序实行封锁。
          • 顺序封锁法存在的问题
            • 维护成本
            • 难以实现
      • 2. 死锁的诊断与解除
        • 死锁的诊断
          • （1）超时法
            • 优点：实现简单
            • 缺点
              • 有可能误判死锁
              • 时限若设置得太长，死锁发生后不能及时发现
          • （2）等待图法
        • 解除死锁
          • 选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤消
          • 释放此事务持有的所有的锁，使其它事务能继续运行下去
• 并发调度的可串行性
  • 可串行化调度
    • 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这些事务时的结果相同
  • 冲突可串行化调度
    • 冲突可串行化
      • 一个比可串行化更严格的条件
      • 商用系统中的调度器采用
    • 不能交换（Swap）的动作
      • 同一事务的两个操作
      • 不同事务的冲突操作
• 两段锁协议
  • 所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁
  • 事务分为两个阶段
    • 第一阶段是获得封锁，也称为扩展阶段
    • 第二阶段是释放封锁，也称为收缩阶段