第八章 并发的控制.ppt

第八章: 并发控制 并发控制概述 封锁(Locking) 封锁协议 活锁和死锁 并发调度的可串行性 两段封锁协议 并发控制概述 多用户数据库系统: 事务是DBMS的执行单位 多用户操作数据库带来的问题--并发问题 问题1: 在飞机订票系统中,假定有两个售票点甲和乙可以各自售票, 每一航班的剩余票数存放在数据库中, 其结果是丢失修改 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， T1的修改丢失 并发控制概述 并发控制概述 问题2: 两个用户分别对数据库中数据进行操作，结果出现不可重复读现象 不可重复读： 事务T1读取某一数据后，事务T2读取并修改了同一数据，使T1无法再现前一次的读取结果; T2的插入和删除?幻影现象 并发控制概述 问题3: 两个用户分别对数据库中数据进行操作，结果出现读取脏数据现象 脏读：事务T1修改了某一数据后，事务T2读取了同一数据，而T1由于某种原因被撤销，则称T2读到了脏数据 并发控制概述 出现三类问题的原因：破坏了事务的隔离性 有些DBMS提供脏读功能 并发控制概述 封锁(Locking) 并发控制: 用正确的方式调度并发操作, 避免由于并发操作引起的三类问题--即保证事务的隔离性 并发控制的主要方法: 封锁机制 封锁: 是指事务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可以操作该对象, 在事务T释放它的封锁之前, 其他的事务不能更新该数据对象 基本的封锁类型: 排它锁(X)和共享锁(S) 封锁(Locking) X锁: 排它锁或称写锁, 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, 其他事务对A的任何封锁请求都不能成功 S锁: 共享锁或称读锁, 若事务T对数据对象A加上S锁, 则事务T可以读A, 但不可以修改A, 其他事务可以对A加S锁, 而不可以加X锁 封锁类型的相容矩阵 封锁协议 封锁协议: 对数据对象加锁时, 还需约定一些规则 对封锁方式规定不同的规则, 形成不同的封锁协议 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 可防止丢失修改, T可恢复 如果只是读数据, 不需加锁, 不能保证可重复读, 不读脏数据 封锁协议 二级封锁协议: 一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁, 读完后即可释放 可防止读脏数据, 丢失修改 不能保证可重复读 三级封锁协议: 一级封锁协议加上事务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 可防止读脏数据, 丢失修改 能保证可重复读 活锁和死锁 封锁可以产生：饥饿，活锁, 死锁 饥饿: 活锁和死锁 封锁可以产生：饥饿，活锁, 死锁 活锁, 死锁: 活锁和死锁 解决死锁问题的方法: 预防和检测 死锁的预防 一次封锁法: 要求事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁, 否则不能执行 例如：一次对R1和R2进行加锁 缺点 扩大封锁范围?降低并发度 数据变化?很难确定封锁的数据对象 活锁和死锁 解决死锁问题的方法: 预防和检测 死锁的预防 顺序封锁法: 预先对数据对象规定一个封锁顺序,所有事务都按这个顺序实行封锁 例如：B树上的逐级封锁 缺点 封锁的数据对象多，插、删频繁?很难保序，代价大 动态封锁请求?难以预料要封锁哪些对象?很难保序 死锁的检测/诊断与解除 死锁的诊断和解除: DBMS常用方法, 有超时法和事务等待图法 超时法: 如果一个事务等待的时间超过了规定的时间, 就认为发生了死锁 缺点: 可能误诊, 规定时间不好设 优点: 简单 死锁的检测/诊断与解除 死锁的诊断和解除: DBMS常用方法, 有超时法和事务等待图法 等待图法: 是一有向图G=(T, U). 节点表示正在执行的事务, 边表示等待情况 T1?T2: T1等待T2 死锁诊断: 如果图中存在回路, 系统中发生死锁 死锁解除: 选择一个处理死锁代价最小的事务, 将其撤销, 释放锁 并发调度的可串行性 对并发事务的调度是随机的 ?结果可能不同 ？哪个结果是正确的 合法的数据库状态?正确的结果 串行的事务?合法的数据库状态 事务的串行执行: 串行执行一定是正确的 并发事务的不同调度 并发调度的可串行性 可串行化: 多个事务的并发执行是串行的, 当且仅当其结果和这些事务的某一次串行执行的结果相同的 可串行性: 是并发事务正确性准则 正确调度: 给定的一个并发调度, 当且仅当它是可串行化的, 才认为是正确的 确保并发事务执行可串行化的方法: 2PL, 时间戳等 两阶段封锁协议 两段封锁协议: 所有事务必须分两个阶段对所要存取的数据项加锁和解锁 在对任何数据进行读写操作之前, 首先申请并获得对该数据项的封锁 在释放一个封锁之