数据库并发控制：确保调度正确性与串行化

"并发控制是数据库管理系统中确保多个事务在并行执行时保持数据一致性的重要机制。本资源主要探讨了如何保证并发操作的调度正确性，以实现事务的可串行化，避免并发执行带来的数据不一致性问题，如丢失修改、不可重复读和读脏数据等。" 并发控制是数据库系统中不可或缺的一部分，特别是在多用户、多事务环境下，它确保了数据的准确性和完整性。并发控制的目标是使得事务的执行效果与它们在某个顺序下串行执行的效果相同，这被称为可串行化调度。在数据库并发控制领域，有几种不同的并发执行方式： 1. 事务串行执行：这是一种简单但效率低下的方式，每次只有一个事务运行，其他事务必须等待其完成才能开始。这种方式虽然能确保数据正确性，但限制了资源的利用率。 2. 交叉并发方式：在单处理机系统中，事务操作轮流交叉执行，提高了处理机的利用率，但仍然存在并发问题。 3. 同时并发方式：在多处理机系统中，多个事务可以真正并行执行，这是理想的并发方式，但需要复杂的并发控制机制来防止数据不一致性。 并发操作可能引发的问题包括： - 丢失修改：一个事务对数据的修改被另一个事务覆盖，导致数据的原始更改丢失。 - 不可重复读：同一事务在不同时间读取同一数据得到不同结果，破坏了事务的隔离性。 - 读脏数据：事务读取了另一个事务未提交的临时修改，如果该事务最终回滚，那么读取的数据就是无效的。 为了解决这些问题，数据库管理系统采用了多种并发控制技术，如封锁协议。封锁是一种常用的并发控制方法，通过设置事务对数据对象的访问权限（如读锁、写锁），防止冲突。封锁协议规定了事务何时申请锁、何时释放锁，以确保可串行化调度。 8.2封锁中，根据锁的类型和操作，有多种封锁协议，例如读锁（共享锁）允许多个事务同时读取数据，而写锁（排他锁）则不允许其他事务同时写入或读取。 8.4活锁和死锁是并发控制中两个特殊的问题。活锁是事务因不断重试而导致无法继续执行的情况，而死锁则是多个事务相互等待对方释放资源，形成无法打破的循环状态。数据库管理系统需要检测和解决这些问题，以避免系统停滞。 8.6两段锁协议是一种保证可串行化的策略，它要求事务在修改数据前先锁定所有必要的资源，然后在事务结束时统一解锁。这种方法能有效防止死锁，但可能会增加事务的等待时间。 8.7封锁的粒度指的是锁的精细程度，可以是表级、页级或行级。更细粒度的封锁可以提高并发性，但会增加系统的开销。 8.8Oracle的并发控制涉及到Oracle数据库的特定机制，如多版本并发控制（MVCC），它允许事务看到数据的历史版本，从而减少锁定需求，提高并发性能。 保证并发操作的调度正确性是通过精心设计的并发控制机制来实现的，这些机制确保了事务的隔离性、数据库的一致性，以及在多用户环境下的高效数据访问。通过理解并掌握这些并发控制策略和技术，数据库管理员和开发者能够构建出更加可靠和高性能的数据库系统。