数据库并发控制技术详解【完整版】- 事务与原子性详解【数据库并发.doc】

数据库并发控制是指多个用户程序同时访问数据库时，如何确保并发事务的执行顺序以及相互之间的影响。数据库是一个共享资源，可以提供多个用户使用。这些用户程序可以一个一个地串行执行，每个时刻只有一个用户程序运行，执行对数据库的存取，其他用户程序必须等到这个用户程序结束以后方能对数据库存取。因此，并发控制技术成为了数据库系统中一个重要的话题。 并发控制以事务（transaction）为单位进行，事务是数据库的逻辑工作单位，它是用户定义的一组操作序列。一个事务可以是一组SQL语句、一条SQL语句或整个程序。事务的开始和结束都可以由用户显示的控制，如果用户没有显式地定义事务，则由数据库系统按缺省规定自动划分事务。事务应该具有4种属性：原子性、一致性、隔离性和持久性。 原子性保证事务包含的一组更新操作是原子不可分的，也就是说这些操作是一个整体，对数据库而言全做或者全不做，不能部分的完成。这一性质即使在系统崩溃之后仍能得到保证，在系统崩溃之后将进行数据库恢复，用来恢复和撤销系统崩溃处于活动状态的事务对数据库的影响，从而保证事务的原子性。 一致性要求数据库在事务开始之前和结束之后都保持一致状态。换句话说，在事务执行后，数据库必须从一个一致的状态转换到另一个一致的状态。这要求事务中发生的所有更改在事务结束时要么全部提交，要么全部回滚，以保证数据库的一致性。 隔离性指的是在并发执行的事务之间要相互隔离，以防止多个事务同时访问同一个数据时发生数据不一致的情况。事务的隔离性通过锁和事务的隔离级别来实现。 持久性确保一旦事务提交，其对数据库的更改是永久性的，即使系统崩溃或断电也不会丢失。数据库管理系统通过事务日志和数据备份来实现持久性。 为了保证并发控制，数据库系统采用了多种技术，包括锁、多版本并发控制、时间戳等。锁是并发控制的基础，通过对数据库中的对象（如表、行、页）进行加锁来控制并发访问。锁的粒度从粗到细可以分为表级锁、页级锁和行级锁。不同的锁粒度会影响系统的并发度和性能。 多版本并发控制是一种通过保存数据的多个版本来实现并发控制的技术。当一个事务对数据进行修改时，系统不会直接覆盖原来的数据，而是保留原数据并为修改后的数据生成一个新版本。这样可以保证其他事务在读取数据时不会受到正在被修改的数据的影响。 时间戳是一种通过为每个事务分配一个唯一的时间戳来实现并发控制的技术。系统会为每个数据项也分配一个时间戳，并且在事务对数据进行读取或修改时检查当前事务的时间戳是否符合要求。 总之，并发控制是数据库系统中非常重要的一部分，它通过保证事务的原子性、一致性、隔离性和持久性，来确保多个并发事务之间的正确执行。数据库管理系统通过锁、多版本并发控制、时间戳等技术来实现并发控制，以保证数据库的完整性和一致性。在实际的数据库设计和应用中，需要根据具体的需求和性能要求来选择合适的并发控制技术，以确保系统的并发访问能够高效、正确地执行。