数据库并发控制：可重复读与封锁协议

"数据库并发控制，可重复读，封锁机制，两段锁协议，数据不一致性，丢失修改，不能重复读，读脏数据，排他锁，共享锁" 数据库并发控制是多用户环境下保证数据库一致性的关键技术。在并发环境中，如果不对事务进行适当的控制，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等问题。为了防止这些问题，数据库系统采用了诸如封锁这样的并发控制技术。 1. 可重复读是事务的一种隔离级别，它确保事务在执行期间看到的数据是一致的。在可重复读隔离级别下，事务T1在读取数据A和B之前会先对它们加S锁（共享锁），这样可以防止其他事务在T1执行期间修改这些数据。而如果事务T2想要修改B，它必须先对B加X锁（排他锁），这将阻止其他事务在T2完成修改之前读取或修改B。 2. 并发控制的主要手段之一是封锁，分为排他锁（X锁）和共享锁（S锁）。X锁允许事务独占数据对象，进行读取和修改，而S锁只允许事务读取数据，但不允许修改。这种机制确保了在同一时间，只有一个事务能够对数据进行修改。 3. 丢失修改是指两个事务读取同一数据，然后各自进行修改，最后只有一个事务的修改被保存，导致另一个事务的修改丢失。不能重复读则是指事务在两次读取同一数据时，由于其他事务的修改，导致读到的结果不一致。读脏数据是指事务读取了其他事务尚未提交的数据，如果这个未提交的事务最终回滚，那么事务读到的数据就是无效的。 4. 两段锁协议是确保并发调度可串行化的一种方法，它要求事务在修改数据前必须先锁定所有相关数据，然后在所有操作完成后一次性释放所有锁。这样可以避免死锁和数据不一致性。 5. 锁的粒度是指封锁的对象大小，可以是整个表、记录或者更细粒度的字段。封锁粒度的选择会影响并发性能和系统开销，粒度越小，锁定的数据越精确，但并发度可能降低；反之，粒度越大，可能增加冲突概率，但减少锁管理的开销。 6. 在单处理机和多处理机系统中，并发控制采取不同的执行方式。单处理机系统通常采用交叉并发，即一个事务执行完毕后下一个事务才能开始；多处理机系统则可以真正实现同时并发，多个事务可以同时执行。 数据库并发控制通过封锁机制、可重复读策略以及两段锁协议等手段，确保了在并发环境下事务的正确执行，防止了数据不一致性的发生，从而维护了数据库的一致性和完整性。