数据库系统概论第八章v3并发控制技术.ppt

第八章并发控制技术 并发控制 为什么要并发执行事务？ 为什么要进行并发控制？ 如何进行并发控制？ 如何解决并发控制可能带来的问题？ 如何保证并发控制的灵活性和效率？ 为什么要并发执行事务（一） 串行执行方式 为什么要并发执行事务（二） 并发执行方式 为什么要并发执行事务（三） 并发执行的优点 一个事务由不同的步骤组成，所涉及的系统资源也不同。这些步骤可以并发执行，以提高系统的吞吐量，改善系统的资源的利用率。 系统中存在着周期不等的各种事务，串行会导致难以预测的时延。采用并发会减少平均响应时间，特别是改善短事务的响应时间。 并发执行的问题：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。 并发执行的问题：不可重复读 事务T1读取某一数据后，事务T2对其做了修改，当事务T1再次读取该数据时，得到与前一次不同的值。 并发执行的问题：不可重复读之幻影行 事务T1按照一定条件从数据库中读取了某些数据记录后，事务T2删除了其中部分记录，当T1再次按照相同条件读取数据时，发现某些记录神秘的消失了。 并发执行的问题：不可重复读之幻影行 事务T1按照一定条件从数据库中读取了某些数据记录后，事务T2插入了一些记录，当T1再次按照相同条件读取数据时，发现多了一些记录。 并发执行的问题：读“脏”数据 读“脏”数据(Dirty Read) 是指事务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为原值，T2读到的数据就与数据库中的不一致，则T2读到的数据就为“脏”数据。 并发控制的必要性 需要进行并发控制的原因： 如果不进行并发控制，当多个事务并发执行的时候，有可能会相互影响，从而读取或者存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。 并发控制（一） 并发执行事务情况分析： T1:读或写数据项A, T2:读或写数据项B T1:读数据项A, T2:读数据项A T1:写数据项A, T2:写数据项A T1:读数据项A, T2:写数据项A T1:写数据项A, T2:读数据项A 总结，造成并发执行事务问题的原因是： 多个事务同时存取同一个数据集合， 并且其中至少有一个事务对该数据集合进行了更新操作 并发控制（二） 解决问题的思路 避免不同事务同时对同一数据进行可能导致数据不一致的操作。 采用的技术—封锁（Locking） 封锁就是事务T在对某个数据对象如表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁，从而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。 并发控制（三） 封锁的类型 排它锁（X锁，eXclusive lock）：事务T对数据对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其它事务对A的任何封锁请求都不能成功（因而不能读取和修改R），直至T释放A上的X锁。 共享锁（S锁，Share lock）：事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读取但不能修改A，其它事务只能对A加S锁（因而可以读取A），而不能对A的加X锁（因而不能修改A），直到T释放A上的S锁。 并发控制（四） 并发控制（五） 一级封锁协议 事务T在修改数据R之前必须对其加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。在一级封锁协议中，如果仅仅是读数据而不对其进行修改，是不需要对其加锁的，因此它不能保证可重复读和不读“脏”数据。 并发控制（六） 并发控制（七） 并发控制（八） 并发控制（九） 二级锁协议 二级锁协议是：一级锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，读完后即可释放S锁。 二级锁除了防止丢失修改，还可以进一步防止读“脏”数据。但由于读完后即可释放S锁，所以不能保证可重复读。 并发控制（十） 并发控制（十一） 并发控制（十二） 三级锁协议 三级锁协议是：一级锁协议加上事务T在读取R之前必须对其加S锁，直到事务结束才释放。三级封锁协议除了防止丢失修改和读“脏”数据以外，还进一步防止了不可重复读。 并发控制（十三） 并发控制（十四） 并发控制（十五） 问题： 是否使用的锁协议级别越高越好呢？ SQL-92标准中的隔离级别 Read Uncommitted（一级锁协议） Read Committed（二级锁协议） Repeatable Read（三级锁协议） Serializable SQL Server中设置隔离级别的方法 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL 隔离级别 死锁与活锁（一） 死锁与活锁（二） 死锁(Deadlock) 定义 在数据库运行期间，如果存在一个事务集合?={T0，T1，…，Tn