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An Introduction to Database System 第十一章 并发控制 11.1 并发控制概述 11.2 封锁 11.3 活锁和死锁 11.4 并发调度的可串行性 11.5 两段锁协议 11.6 封锁的粒度 11.7 小结 并发控制概述 事务可以串行执行 事务一个一个串行执行，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，发挥数据库资源共享的特点。 数据库系统应该允许多个事务并行地执行。 并发控制概述 单处理机系统： 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。并行执行方式称为交叉并发方式（interleaved concurrency）。 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。 并发控制概述 多处理机系统 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。同时并发方式（simultaneous concurrency） 事务并发执行带来的问题 并发存取数据库：多个事务同时存取同一数据。 若不加控制，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。 11.1 并发控制概述 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 并发操作带来的数据不一致性 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。 1. 丢失修改 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。 三类不可重复读 （1）事务T1读取某一数据后，事务T2对其做了修改，当事务T1再次读该数据时，得到与前一次不同的值。 图8.1 不可重复读 2. 不可重复读 (2) 事务T1按一定条件从数据库中读取了某些记录后，事务T2删除了其中部分记录，当事务T1再次按相同条件读取数据时，发现某些记录神密地消失了。 (3)事务T1按一定条件从数据库中读取了某些记录后，事务T2插入了一些记录，当事务T1再次按相同条件读取数据时，发现多了一些记录。 幻行（phantom row）现象 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。 图8.1 (c)读“脏”数据 数据不一致性产生的原因 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，使一个事务的执行不受其他事务的干扰，从而避免数据的不一致。 并发控制的主要技术是封锁（Locking）。 甲封锁A，乙不能读A。甲修改后释放锁，乙再读、修改A。就不会丢失甲的修改。 第十一章 并发控制 11.1 并发控制概述 11.2 封锁 11.3 活锁和死锁 11.4 并发调度的可串行性 11.5 两段锁协议 11.6 封锁的粒度 11.7 小结 11.2 封锁 一、什么是封锁 二、基本封锁类型 三、基本锁的相容矩阵 一、什么是封锁 封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。 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。 11.2 封锁 一、什么是封锁 二、封锁的类型 三、基本锁的相容矩阵 二、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 排它锁（eXclusive lock，简记为X锁） 共享锁（Share lock，简记为S锁） 排它锁 若事务T对数据对象A加上X锁，则允许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。 它保证了在T释放A上的锁之前，其他事务不能读和修改A。 排它锁又称为写锁 共享锁 若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。 其他事务可读A，不能修改A。 共享锁又称为读锁 11.2 封锁 一、什么是封锁 二、基本封锁类型 三、基本锁的相容矩阵 三、锁的相容矩阵 第十一章