xhammer数据库并发控制策略：保证数据一致性和完整性：3种并发控制策略

# 1. 数据库并发控制概述**

数据库并发控制旨在协调多个用户同时访问和修改数据库，防止数据不一致和损坏。当多个事务同时操作相同的数据时，并发控制机制确保数据完整性，防止脏写、丢失更新和不可重复读等问题。

并发控制策略包括锁机制、乐观并发控制和悲观并发控制。锁机制通过对数据对象加锁，防止其他事务同时访问和修改。乐观并发控制假设事务不会冲突，在提交前不加锁，仅在提交时检查是否有冲突。悲观并发控制则相反，在事务开始时就加锁，防止其他事务修改数据。

# 2. 并发控制策略

在数据库系统中，并发控制策略是确保多个用户同时访问和修改数据时数据一致性和完整性的关键机制。不同的并发控制策略采用不同的方法来管理对共享数据的访问，以防止数据冲突和不一致。本章将介绍三种主要的并发控制策略：锁机制、乐观并发控制和悲观并发控制。

### 2.1 锁机制

锁机制是一种传统且有效的并发控制策略，通过对数据对象（例如行或表）施加锁来防止并发访问。锁机制分为两种主要类型：共享锁和排他锁。

#### 2.1.1 共享锁和排他锁

* **共享锁（S锁）：**允许多个事务同时读取数据对象，但禁止任何事务修改数据对象。
* **排他锁（X锁）：**允许一个事务独占访问数据对象，禁止其他事务读取或修改数据对象。

#### 2.1.2 锁的粒度

锁的粒度是指锁定的数据对象的范围。常见的锁粒度包括：

* **表级锁：**对整个表施加锁，粒度最大。
* **行级锁：**对表中的特定行施加锁，粒度较小。
* **页级锁：**对表中的一页数据施加锁，粒度介于表级锁和行级锁之间。

锁的粒度越大，并发性越低，但性能开销越小；锁的粒度越小，并发性越高，但性能开销越大。

### 2.2 乐观并发控制

乐观并发控制是一种无锁的并发控制策略，它假设事务不会冲突，并允许事务在没有锁定数据对象的情况下执行。只有在事务提交时，系统才会检查是否存在冲突。如果检测到冲突，则回滚事务并重新执行。

#### 2.2.1 多版本并发控制（MVCC）

MVCC通过维护数据对象的多个版本来实现乐观并发控制。每个事务看到数据对象的特定版本，该版本在事务开始时创建。即使其他事务同时修改了数据对象，也不会影响当前事务看到的版本。

#### 2.2.2 时间戳并发控制（TCC）

TCC通过为每个事务分配一个唯一的时间戳来实现乐观并发控制。事务在读取数据对象时记录其时间戳，在提交事务时，系统检查数据对象的当前时间戳是否大于事务的时间戳。如果当前时间戳大于事务的时间戳，则回滚事务并重新执行。

### 2.3 悲观并发控制

悲观并发控制是一种锁定的并发控制策略，它假设事务会冲突，并提前对数据对象施加锁。只有在事务获取到必要的锁后，才能执行事务。

#### 2.3.1 行级锁

行级锁对表中的特定行施加锁，粒度最小。它允许多个事务同时访问不同的行，但禁止对同一行的并发访问。

#### 2.3.2 表级锁

表级锁对整个表施加锁，粒度最大。它禁止多个事务同时访问表中的任何数据，从而保证了表的完整性。

# 3.1 xhammer数据库的锁机制

#### 3.1.1 共享锁和排他锁的实现

xhammer数据库实现了共享锁和排他锁两种类型的锁。共享锁允许多个事务同时读取同一数据，而排他锁则阻止其他事务访问被锁定的数据。

共享锁的实现：

public class SharedLock {

    private int lockCount;

    public void acquire() {
        lockCount++;
    }

    public void release() {
        lockCount--;
    }

    public boolean isLocked() {
        return lockCount > 0;
    }
}

排他锁的实现：

public class ExclusiveLock {

    private boolean locked;

    public void acquire() {
        while (locked) {
            // 等待锁释放
        }
        locked = true;
    }

    public void release() {
        locked = false;
    }

    public boolean isLocked() {
        return locked;
    }
}

#### 3.1.2 锁的粒度优化

xhammer数据库支持行级锁和表级锁两种粒度的锁。行级锁只