并发控制与封锁协议详解

本资源是一份关于数据库事务处理的课件，主要讲解了封锁粒度在并发控制中的重要性以及基于锁的并发控制协议。内容包括并发控制的基本概念、两阶段锁协议、封锁的类型及其相容性，还涉及了封锁带来的问题和恢复机制。 在数据库管理中，封锁粒度是指在进行事务处理时，对数据对象进行锁定的范围。封锁对象可以是属性值、元组、关系、索引项乃至整个数据库。封锁粒度的大小直接影响到系统的并发性能。如果封锁粒度大，意味着每次锁定的数据量较大，这会降低并发度，但封锁机构简单，开销较小。反之，封锁粒度小则能提高并发度，但可能导致更复杂的封锁机构和更高的系统开销。理想的策略是仅封锁与事务操作直接相关的数据对象，即事务的完整性相关域。 封锁是数据库管理系统中用于控制并发操作的一种机制。一个事务在访问某个数据项时，需要先对其进行封锁，以防止其他事务在同一时间对同一数据进行不兼容的操作。封锁分为两种主要类型：排他锁（X锁）和共享锁（S锁）。排他锁允许事务独占数据对象，不允许其他事务获取任何类型的锁；而共享锁则允许多个事务同时读取数据，但不允许写入。封锁的相容矩阵表明了不同锁模式之间的兼容性，例如S锁与S锁相容，但与X锁不相容。 两阶段封锁协议是确保事务并发执行时避免死锁的一种方法。在增长阶段，事务可以不断获取新锁，但不能释放已有锁；在缩减阶段，事务只能释放锁，不能再获取新的锁。这个协议确保了事务在提交前已经获取了所有需要的锁，从而避免了死锁。如果事务的锁获取和释放顺序不符合两阶段封锁协议，可能会导致并发问题。 封锁带来的问题主要包括死锁和活锁，解决这些问题通常需要通过死锁检测和恢复机制。数据库系统通常采用日志记录来跟踪事务的操作，以便在系统发生故障时进行恢复。日志记录了事务对数据的修改，使得在系统崩溃后可以通过重播日志来恢复到一致性状态。 这份课件涵盖了数据库事务处理的关键概念，特别是封锁粒度的选择和两阶段封锁协议的运用，这些都是确保数据库并发性和数据完整性的重要组成部分。对于理解和应用数据库事务处理机制具有很高的参考价值。