第五章 事务处理-锁.ppt

事务处理-锁 提纲 并发控制 基于锁的协议 两段锁协议 多粒度 封锁带来的问题 恢复 故障 日志 恢复 封锁的定义 封锁就是一个事务对某个数据对象加锁，取得对它一定的控制，限制其它事务对该数据对象使用 要访问一个数据项R，事务Ti必须先申请对R的封锁，如果R已经被事务Tj加了不相容的锁，则Ti需要等待，直至Tj释放它的封锁 封锁的类型 排它锁（X锁，eXclusive lock） 事务T对数据对象R加上X锁，则其它事务对R的任何封锁请求都不能成功，直至T释放R上的X锁；又称写锁 申请对R的排它锁：lock-X(R) 共享锁（S锁，Share lock） 事务T对数据对象R加上S锁，则其它事务对R的X锁请求不能成功，而对R的S锁请求可以成功；又称读锁 申请对R的共享锁： lock-S(R) 封锁的相容矩阵 两阶段封锁协议 Two-Phase Locking Protocol 两阶段封锁协议内容 增长阶段(Growing Phase) 事务可以获得锁，但不能释放锁 缩减阶段(Shrinking Phase) 事务可以释放锁，但不能获得锁 示例 lock-S(A)…lock-S(B)…lock-X(C)…unlock(A)… unlock(C)…unlock(B)遵从两段锁协议 lock-S(A)…unlock-S(A)…lock-S(B)…lock-X(C)… unlock(C)…unlock(B)不遵从两段锁协议 两阶段封锁协议 封锁点：事务获得其最后封锁的时间 事务调度等价于和它们的封锁点顺序一致的串行调度 令{T0, T1, …,Tn}是参与调度S的事务集，如果Ti对数据项R加A型锁，Tj对数据项R加B型锁，且comp(A, B)=false，则称Ti先于Tj，记作Ti?Tj，得到一个优先图 设ti是Ti的封锁点，若Ti?Tj，则titj 若{T0, T1, …,Tn}不可串行化，则在优先图中存在环，不妨设为T0?T1?…?Tn?T0，则t0t1…tnt0，矛盾 两阶段封锁协议 保持到事务结束时才释放的锁称作长锁 在事务中途就可以释放的锁称作短锁 严格两阶段封锁协议 强两阶段封锁协议 锁转换 带有锁转换的两段锁协议 增长阶段 可获得lock-S 可获得lock-X 可将lock-S升级为lock-X (upgrade) 缩减阶段 可释放lock-S 可释放lock-X 可将lock-X降级为lock-S (downgrade) 封锁方法 直接封锁 事务对它要进行存取的数据对象直接申请加锁 封锁方法 分层封锁 数据对象从大到小有一种层次关系，当封锁了外层数据对象时也就意味着同时封锁了它的所有内层数据对象 封锁粒度 封锁对象 属性值、属性值几何、元组、关系、某索引项、整个索引、整个数据库、物理页、块 封锁粒度大，则并发度低，封锁机构简单，开销小 封锁粒度小，则并发度高，封锁机构复杂，开销高 理想的情况是只封锁与规定的操作有关的的数据对象，这些数据对象称作事务的完整性相关域 SQL Server的封锁粒度 封锁粒度 意向（预约）封锁 在分层封锁中，封锁了上层节点就意味着封锁了所有内层节点。如果有事务T1对某元组加了S锁，而事务T2对该元组所在的关系加了X锁，因而隐含地X封锁了该元组，从而造成矛盾 引入意向锁I（Intend）：当为某节点加上I锁，表明其某些内层节点已发生事实上的封锁，防止其它事务再去显式封锁该节点 I锁的实施是从封锁层次的根开始，依次占据路径上的所有节点，直至要真正进行显式封锁的节点的父节点为止 封锁粒度 相容矩阵 封锁粒度 IS锁 如果对一个数据对象加IS锁，表示它的后裔节点拟（意向）加S锁 例如，要对元组加S锁，则首先要对关系和数据库加IS锁 IX锁 如果对一个数据对象加IX锁，表示它的后裔节点拟（意向）加X锁 例如，要对元组加X锁，则首先要对关系和数据库加IX锁 封锁粒度 更精细的相容矩阵 封锁粒度 SIX锁 如果对一个数据对象加SIX锁，表示对它加S锁，再加IX锁 例如对某个表加SIX锁，则表示该事务要读整个表（对该表加S锁），同时会更新个别元组（对该表加IX锁） 封锁粒度 更精细的相容矩阵 SQL Server中的锁类型 SQL Server中的锁类型 键范围锁定 键范围锁定原理 键范围锁定原理解决了幻像读并发问题 键范围锁覆盖单个记录以及记录之间的范围，可以防止对事务访问的记录集进行幻像插入或删除 键范围锁通过覆盖索引行和索引行之间的范围来工作（而不是锁定整个基础表的行）。因为第二个事务在该范围内进行任何行插入、更新或删除操作时均需要修改索引，而键范围锁覆盖了索引项，所以在第一个事务完成之前会阻塞第二个事务的进行 键范围锁定 键范围锁模式 键范围锁包括范围组件和行组件，范围表示保护两个连续索引项之