"数据库系统概论课件,讨论如何保证并发操作的调度正确性,涉及封锁方法、两段锁协议和时标方法等并发控制技术。"
在数据库系统中,并发控制是确保多个事务在共享资源时能正确执行的关键部分。并发操作可能导致数据不一致性和事务隔离性的问题,如丢失修改、不可重复读和幻读等。因此,数据库管理系统(DBMS)需要实施并发控制机制来避免这些问题。
11.2封锁是并发控制的一种常见方法,它允许事务在特定时间内独占某些数据项,以防止其他事务同时访问。封锁分为两种基本类型:共享锁(读锁)和排他锁(写锁)。共享锁允许事务读取数据,而排他锁则允许事务读取和修改数据。事务在访问数据时会请求相应的锁,并在完成后释放。
11.3封锁协议是保证正确调度并发操作的规则集。其中,两段锁协议(2PL)是封锁方法的一个重要实例,它规定事务必须分两个阶段来管理其锁:锁定阶段和解锁阶段。在锁定阶段,事务获取它需要的所有锁;在解锁阶段,事务释放所有已经获得的锁。2PL旨在防止死锁,确保事务要么拥有所有需要的锁,要么不持有任何锁,从而避免了资源永久被锁定的状态。
11.4活锁和死锁是并发控制中可能出现的两种异常状态。活锁发生时,事务虽然没有阻塞,但由于相互等待对方释放资源而无法继续进行。死锁则是指两个或更多事务互相等待对方释放资源,导致它们都无法继续执行。DBMS需要有检测和解决这些情况的策略,例如超时机制和死锁预防/检测算法。
11.5并发调度的可串行性是指多个并发事务的执行结果与某个串行调度(即事务按某种顺序逐个执行)的结果等价。这是保证事务隔离性的关键标准,确保数据库在并发执行后仍能保持一致性。
11.6两段锁协议(2PL)是确保可串行化的一种方法,它要求事务在提交之前不能释放任何锁。这种协议保证了事务的ACID属性中的原子性和隔离性,有助于避免数据不一致。
11.7封锁的粒度是指封锁的对象大小,可以是单个记录、页面、表或者更大范围。封锁粒度越细,冲突的可能性越大,但并发性更高;反之,粒度越粗,冲突减少,但并发性降低。DBMS需要根据系统需求和性能权衡选择合适的封锁粒度。
11.8小结中强调了并发控制对数据库系统的重要性,它不仅关乎数据的正确性,也是衡量DBMS性能的重要指标。通过合理的设计和实现并发控制机制,可以充分利用系统资源,同时保证数据的安全和一致性。
保证并发操作的调度正确性是数据库系统中的核心任务,涉及到封锁、封锁协议、时标方法等多种策略,以确保事务的隔离性和数据库的一致性。正确理解和应用这些并发控制技术对于构建高效且可靠的数据库系统至关重要。