八章并發控制.pptVIP

* 第八章 并发控制 本章主要教学内容： ?并发操作带来的数据为一致 ?并发控制的主要技术——封锁 ?封锁协议 ?死锁和活锁 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 （本章讨论的主要内容） (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 事务并发执行可能带来的问题： 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 8.1 并发控制概述 一、并发控制的任务： 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 二、并发操作带来的数据的不一致性： 丢失修改（lost update） 不可重复读（non-repeatable read） 读“脏”数据（dirty read） 1. 丢失修改 丢失修改是指事务T1与事务T2从数据库中读入同一数据并修改，事务T2的提交结果破坏了事务T1提交的结果，导致事务T1的修改被丢失。 举例： T1 T2 ① 读A=16 ② 读A=16 ③A←A-1 写回A=15 ④ A←A-1 写回A=15 （a）丢失修改 T1的修改被T2覆盖了 2. 不可重复读 不可重复读是指事务T1读取数据后，事务T2执行更新操作，使事务T1无法再现前一次读取结果。 举例： T1 T2 ① 读A=50，B=100 求和=150 ② 读B=100 B ← B*2， 写回B=200 ③读A=50，B=200 和=250(验算不对) （b）不可重复读 三类不可重复读： （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，发现某些记录神密地消失了。 （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） 3. 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，事务T1由于某种原因被撤消，这时事务T1已修改过的数据恢复原值，事务T2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。 举例： T1 T2 ① 读C=100 C ←C*2， 写回C=200 ② ③ROLLBACK C恢复为100 （c）读“脏”数据 读C=200 产生三类数据不一致性的主要原因是并发操作破坏了事务的隔离性。 并发控制就是要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他事务的干扰，从而避免造成数据的不一致性。 并发控制的主要技术是封锁。 8.2 封锁 一、封锁的概念 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。 说明： 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。 二、封锁的类型 排它锁（eXclusive lock，简记为X锁） 共享锁（Share lock，简记为S锁） 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。 1. 排它锁 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。 2. 共享锁 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。 三、锁的相容矩阵 Y=Yes，相容的请求 N=No，不相容的请求 T1 T2 X S - X N N Y S N Y Y - Y Y Y 8.3 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