数据库并发控制：并发方式与事务问题

"数据库并发控制是数据库管理系统(DBMS)中确保多个事务在并行执行时保持数据一致性的重要机制。并发控制通常涉及多个层次的技术，包括封锁、两段锁协议、并发调度的可串行性等策略，以防止数据不一致性和事务的隔离性问题。在不同的并发执行方式下，数据库系统的表现和效率会有所不同。 并发控制分为几种主要的执行方式： 1. **事务串行执行**：在这种模式下，每次只有一个事务被执行，其他事务必须等待当前事务完成。虽然这确保了事务的正确执行，但效率较低，因为系统资源未得到充分利用。 2. **交叉并发方式**：在单处理机系统中，事务的操作交替进行，减少了处理机空闲时间，提高了系统效率。然而，这种方式仍然无法实现真正意义上的并行。 3. **同时并发方式**：在多处理机环境下，每个处理机可以并行运行一个或多个事务，实现真正的并行执行。这是最理想的并发方式，但由于硬件限制，实施起来较为复杂。 并发执行事务时可能会出现的问题主要包括数据不一致性和事务的隔离性破坏。例如，在飞机订票系统中，两个事务对同一票数进行读取和修改，可能导致事务T1的修改被事务T2覆盖，造成数据不一致。这种现象被称为“丢失修改”。 为了解决这些问题，DBMS需要提供并发控制机制，确保事务的隔离性，并保证数据库的一致性。其中，**封锁**是一种常见的并发控制技术，通过锁定数据项来防止其他事务在特定时段内访问，以避免冲突。封锁有不同的类型，如共享锁（读锁）和排他锁（写锁），以及各种封锁策略，如简单封锁、乐观锁定等。 **两段锁协议**是另一种保证并发操作正确性的方法，它要求事务必须分两阶段（获取锁和释放锁）来执行其所有操作，确保在事务提交之前所有需要的锁都已经获取，且在事务结束时所有锁都会被释放，从而避免死锁。 **并发调度的可串行性**是评估并发控制是否正确的一个标准，它要求并发执行的事务序列等价于某个串行调度，即看起来像是事务依次顺序执行。 **活锁和死锁**是并发控制中必须解决的额外问题。活锁发生时，事务因不断重试而无法继续执行；死锁则指多个事务相互等待对方释放资源，导致系统停滞。DBMS需要有检测和解除这两种状态的机制。 并发控制的粒度是指封锁的精细程度，它可以是行级、页级、表级甚至是更大范围。粒度更细的封锁可以提供更高的并发性，但可能增加管理开销和死锁的风险。 数据库并发控制是确保数据库在多用户环境中稳定运行的关键组成部分，涉及到一系列复杂的技术和策略，它们的优化和选择直接影响到系统的性能和数据的准确性。"