数据库理论(七)——并发控制

并发控制的任务：

1. 对并发操作进行正确调度
2. 保证事物的隔离性
3. 保证数据库的一致性

并发操作可能带来的数据不一致性：

  1. 丢失修改
  2. 不可重复读
  3. 读“脏”数据

辅助符号：

  1. R(X)：读数据x
  2. W(X)：写数据x

并发控制的基本理念

  1. 封锁(Locking)
  2. 时间戳(Timestamp)
  3. 乐观控制法

商用的DBMS通常采用封锁发方法

封锁

封锁指事物T在对某个数据对象(表，记录)操作之前，先向系统发出请求，对其加锁；

加锁后，事物T就对该数据对象有了一定的控制，在事物T1释放它的锁之前，其他事物不能更新此数据对象。

事物对数据对象加锁的类型决定了事物对数据对象的控制

  1. 排他锁(Exclusive Locks，简记为X锁，写锁)
    1. 事物T在更新数据对象之前，必须先获得数据对象的排他锁
    2. 若事物T对数据对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其他任何事物都不能在对A加任何类型的锁
  2. 共享锁(Share Locks，简记为S锁，读锁)
    1. 事物T在读取数据对象之前，必须先获得数据对象的共享锁
    2. 若事物T对数据对象A加上S锁，则其他事物只能再对A加上S锁，而不能加上X锁，直到T释放A上的S锁

封锁的积极面：

​ 让访问同一数据对象的事物保持隔离性（互斥访问），保证了数据的一致性

封锁的副作用：

1.  加锁和解锁的开销会降低数据的操作性能
2.  会出现一些特殊的加锁情况
   	1.  死锁：两个及以上的事物在相互等待，使得CPU的使用率为0
   	2.  活锁：某个事物一直处于等待状态而无法被执行

如何判断两个事物能否并发进行

读写和写写的事物不能并发进行，读读的事物能并发进行

怎么理解这句话呢，

可以举个例子

事物T1要执行W(x),R(y)

事物T2要执行R(x)

从上面的两个事物中都对x进行了操作，T1要写x，T2要读x，这与上面加粗的读写情况相同，因此不能并发进行

再举个例子：

事物T1要执行W(x),R(y)

事物T2要执行W(x)

从上面的两个事物中都对x进行了操作，T1要写x，T2要写x，这与上面加粗的写写情况相同，因此不能并发进行

最后举个例子

事物T1要执行R(x),W(y)

事物T2要执行R(x)

从上面的两个事物中都对x进行了操作，T1要写x，T2要写x，这与上面加粗的读读情况相同，因此可以并发进行

可串行调度

多个事物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物时的结果相同。

如何判断一个调度是可串行化的调度呢？

并发结果与任意一种串行运行结果相同即为可串行化的调度

为冲突可串行化调度一定为可串行化调度，反之不然。

冲突可串行化调度是指当前的并行事物读写操作，能够经过某种合理交换操作，实现任意一种串行的结果即为冲突可串行化调度。

两段锁协议

事物分两个阶段对数据项加锁和解锁

第一阶段：拓展阶段(申请并获得封锁)

1. 事物可以申请获得任何数据项上的任何类型的锁，但是不能释放任何锁

第二阶段：收缩阶段(释放封锁)

  1. 事物可以释放任何数据项上的任何类型的锁，但是在释放一个封锁之后，事物不能再申请和获得任何其他封锁