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并发控制 并发执行 多事务执行方式 (1)事务串行执行 每个时刻只有一个事务运行，其他事务必须等到这个事务结束以后方能运行 不能充分利用系统资源，发挥数据库共享资源的特点 (2)交叉并发方式（interleaved concurrency） 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 (3)同时并发方式（simultaneous concurrency） 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 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 并发执行 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库的一致性 DBMS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 并发控制机制的任务 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 并发操作的潜在不一致性 丢失修改（lost update） 不可重复读（non-repeatable read） 读“脏”数据（dirty read） 并发操作的潜在不一致性 丢失修改丢失修改是指事务1与事务2从数据库中读入同一数据并修改，事务2的提交结果破坏了事务1提交的结果，导致事务1的修改被丢失。 并发操作的潜在不一致性 读“脏”数据事务1修改某一数据，并将其写回磁盘。事务2读取同一数据后，事务1由于某种原因被撤消，这时事务1已修改过的数据恢复原值，事务2读到的数据就与数据库中的数据不一致，是不正确的数据，又称为“脏”数据。 并发操作的潜在不一致性 不可重复读不可重复读是指事务1读取数据后，事务2执行更新操作，使事务1无法再现前一次读取结果。 三类不可重复读事务1读取某一数据后： 1. 事务2对其做了修改，当事务1再次读该数据时，得到与前一次不同的值。 2. 事务2删除了其中部分记录，当事务1再次读取数据时，发现某些记录神秘地消失了。 3. 事务2插入了一些记录，当事务1再次按相同条件读取数据时，发现多了一些记录。 后两种不可重复读有时也称为幻影现象（phantom row） 并发操作的潜在不一致性 不可重复读 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 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，其它的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 基本封锁类型 DBMS通常提供了多种类型的封锁。一个事务对某个数据对象加锁后究竟拥有什么样的控制是由封锁的类型决定的。 基本封锁类型 排他锁（eXclusive lock，简记为X锁） 排它锁又称为写锁 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上的锁 共享锁（Share lock，简记为S锁） 共享锁又称为读锁 若事务T对数据对象A加上S锁，则其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁 基于锁的协议 每个事务都要根据自己将对数据项进行的操作类型申请适当的锁。只有在事务获得所需锁后，事务才能继续其操作。 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：封锁协议（Locking Protocol） 何时申请X锁或S锁 持锁时间、何时释放 不同的封锁协议，在不同的程度上为并发操作的正确调度提供一定的保证 常用的封锁协议：3级封锁协议 1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 正常结束（COMMIT） 非正常结束（ROLLBACK） 1级封锁协议可防止丢失修改 在1级封锁协议中，如果是读数据，不需要加锁的，所以它不能保证可重复读和不读“脏”数据。 1级封锁协议 1级封锁协议 1级封锁协议 2级封锁协议 1级封锁协议+事务T在读取数据R前必须先加S锁，读完后即可释放S锁 2级封锁协议可以防止丢失修改和读“脏”数据。 在2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。 2级封锁协议 3级封锁协议 1级封锁协议 + 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 3级封锁协议可防止丢失修改、读脏数据和不可重复读。 3级封锁协议 3级封锁协议 封锁协议小结 三级协议的主要区别 什么操作需要申请封锁 何时释放锁（即持锁时间） 活锁和死锁 封锁技术可以有效地解决并行操作的一致性问题，但也带来一些新的问题 死锁 活锁 活锁 一个事务总是不能在某数据项上加上锁，因此该事务也就永远不能取得进展。（锁的分配不公平） 如何避免活锁采用先来先服务的策略： 当多个事务请