数据库并发控制：顺序封锁法的问题与挑战

"数据库原理-顺序封锁法与并发控制" 在数据库系统中，尤其是在多用户、多事务的环境中，为了确保数据的正确性和事务的隔离性，必须采取并发控制策略。顺序封锁法是一种传统的并发控制方法，但它存在一定的挑战和问题。本讲义主要讨论了顺序封锁法以及并发控制的相关概念。 顺序封锁法是一种尝试避免并发操作引起的数据不一致性的策略，它要求事务按照预定义的顺序来封锁数据对象。这种方法的主要困难在于，事务在执行过程中可能会动态地改变其对数据对象的访问需求，这可能导致原本设定好的封锁顺序被打乱。例如，如果规定事务应按照A、B、C、D、E的顺序封锁数据对象，而事务T3最初请求封锁B、C、E，但在实际执行中，它在封锁B和C之后发现还需要封锁A，这就违反了预设的封锁顺序，可能导致并发问题。 并发控制的目标是确保在多事务环境下，数据的完整性和一致性不受影响。主要有三种并发执行方式： 1. 事务串行执行：每次只有一个事务运行，其余事务需等待，虽然保证了数据安全，但资源利用率低。 2. 交叉并发方式：在单处理机系统中，事务操作交替进行，提高了处理机的使用效率。 3. 同时并发方式：多处理机环境下，多个事务真正并行执行，是最理想的方式，但实现复杂，依赖硬件支持。 并发执行事务时可能出现的问题包括数据不一致、丢失修改、不可重复读和读“脏”数据等。例如，丢失修改指的是两个事务对同一数据进行修改，其中一个事务的修改被另一个事务覆盖，导致修改丢失。 为了解决这些问题，数据库管理系统（DBMS）通常采用封锁机制，通过封锁数据对象来防止冲突。封锁协议是确保事务并发执行的一种规则，比如两段锁协议，它要求事务在读写数据前先获取锁，在事务结束时释放所有锁。封锁的粒度是指封锁的对象大小，可以是行级、页级或表级，粒度的选择影响并发性能和资源占用。 Oracle等高级数据库系统采用了自己的并发控制机制，如多版本并发控制（MVCC），它允许读操作无须锁定，通过维护数据的不同版本来避免读写冲突。 并发控制是数据库系统的重要组成部分，它既要保证事务的正确执行，又要最大化系统资源的利用，实现数据库的高效并发操作。理解并掌握并发控制策略对于理解和设计高性能的数据库系统至关重要。