数据库并发控制：等待图法与事务管理

等待图法是数据库并发控制中的一个重要概念，它用于解决多事务并发环境中的冲突和死锁问题。在数据库管理系统中，当多个事务同时运行时，如果不加以适当的控制，可能会导致数据不一致性，如丢失修改、不能重复读和读"脏"数据。为了确保事务的正确执行和数据的一致性，数据库并发控制机制被设计出来。 等待图是一个有向图模型，其中节点表示正在运行的事务，边表示事务之间的依赖关系或等待状态。每个事务在访问数据前，可能需要获取锁来防止其他事务对其进行修改，这就涉及到两种基本类型的锁：排他锁（X锁）和共享锁（S锁）。排他锁（也称为写锁）仅允许事务读取和修改特定数据，而共享锁则允许其他事务读取，但禁止写操作。这种锁定机制确保了事务之间的互斥访问，减少数据不一致性风险。 并发控制的主要目标是实现事务的可串行化，即通过某种调度策略使事务的执行看起来像是按某种顺序串行进行的，即使在实际中是并行发生的。这包括避免活锁（事务因为等待其他事务释放资源而陷入无限循环）和死锁（两个或更多事务互相等待对方释放资源而无法继续）。 两段锁协议是一种常见的并发控制策略，它将事务分为两个阶段，第一阶段获取所有需要的锁，第二阶段执行事务逻辑并释放锁。这样可以确保在解锁前事务的修改已经完成，减少了数据不一致性风险。 在并发调度上，串行执行虽然简单，但效率低；并行执行可以提高资源利用率，但在多处理机系统中需要细致的控制，以防止数据竞争。因此，选择合适的并发调度策略对于数据库性能和数据一致性至关重要。 总结来说，等待图法和封锁机制是并发控制的核心技术，它们通过管理和协调事务间的资源访问，确保数据的一致性，同时优化系统的性能，避免并发时可能产生的各种问题。理解这些概念有助于在实际数据库设计和运维中有效管理并发事务，提升系统的可用性和可靠性。