事务与并发控制1.ppt

数据库系统概论 * 事务与并发控制 数据库系统概论 * 内容提要 事务的概念及特性 并发控制是数据库管理系统的重要组成部分，应重点掌握： 并发控制带来的新问题 封锁及封锁协议 并发调度的可串行性 两段锁协议 事务 概念 事务是用户定义的一个数据库操作系列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。在RDB中，一个事务可以是一条SQL语句、一组SQL语句或整个程序。 事务与程序 一个程序包括多个事务。 事务在SQL中的定义 BEGIN TRANSACTION COMMIT ROLLBACK 数据库系统概论 * 事务的特性 原子性（Atomicity） 事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的操作要不都做，要么都不做。 一致性(Consistency) 事务的执行结果必须使数据库从一个一致状态变到另一个一致状态。 隔离性(Isolation) 一个事务的执行不能被其它事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对其它并发的事务是隔离的，并发执行的事务之间不能互相干扰。 数据库系统概论 * 事务的特性 持续性（Durability） 一个事务的提交，它对数据库的改变就应该是永久性的。接下来的其它操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。 保证事务的ACID特性是事务处理的重要任务，事务的ACID特性是事务处理的重要任务，事务ACID特性遭到破坏的因素有： 多个事务的并发执行时，不同事务的操作交叉执行。 事务在运行过程中被强行停止。 数据库系统概论 * 数据库系统概论 * 并发控制概述 在单处理机系统中，事务的并行执行实际上是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行，称为交叉并发方式。 在多处理机系统中，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，称为同时并发方式。 并发的目的： 改善系统的资源利用率 改善短事务的响应时间 数据库系统概论 * 例子 飞机订票系统中的活动序列： ①甲售票点读出某航班的机票余额A，设A=16 ②乙售票点读出同一航班的机票余额A，也为16 ③甲售票点卖出一张机票，修改余额A←A-1，把A=15写回数据库 ④乙售票点也卖出一张机票，修改余额A←A-1，把A=15写回数据库 这种情况称为数据库的不一致性，是由并发控制引起的。 数据库系统概论 * 数据不一致性（1） 丢失修改：两个事务T1和T2读入同一数据并修改，T2提交的结果破坏了T1提交的结果，导致T1的修改被丢失。“写—写冲突” 读“脏”数据：事务T1修改某一数据，并将其写回磁盘，事务T2读取同一数据后，T1由于某种原因被撤销，这时T1已修改过的数据恢复原值，T2读到的数据就与数据库中的数据不一致，则T2读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据。 “读—写冲突” 数据库系统概论 * 数据不一致性（2） 不可重复读：事务T1读取数据后，事务T2执行更新操作，使T1无法再现前一次的读取结果。 “读—写冲突” 产生原因：并发操作破坏了事务的隔离性 并发控制的任务：用正确的方式调度并发操作，使一个用户事务的执行不受其它事务的干扰，避免造成数据的不一致性。 并发控制的主要方法：封锁 数据库系统概论 * 三种数据不一致性 T1 T2 T1 T2 T1 T2 读A=16 读A=50 读B=100 求和=150 读C=100 C←C*2 写C=200 读A=16 读B=100 B←B*2 写B=200 读C=200 A←A-1 写A=15 读A=50 读B=200 求和=250 ROLLBACK C=100 A←A-1 写A=15 数据库系统概论 * 封锁（Locking）(1) 封锁：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。 封锁类型：排它锁（X锁）和共享锁（S锁） 排它锁：又称写锁，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X锁。 共享锁：又称读锁，若事务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。 数据库系统概论 * 封锁（Locking）(2) X锁和S锁的控制方式可有相容矩阵表示。 最左边表示T1已经获得的锁的类型，最上面表示T2的封锁请求, -表示没有加锁。 Y表示相容，请求可以满足；N表示冲突，请求被拒绝。 T1 T2 X S - X N N Y S N Y Y - Y Y Y 数据库系统概论 * 一级封锁协议 加锁必须遵守一定的规则，称为封锁协议。 一级封锁协议：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。事务结束包括正常结束（COMMIT）和非正常结束（ROLLBACK）。 一级封锁协议中，如果是读数