并发控制与数据库一致性：数据不一致、封锁机制与活锁解决

《数据库技术》是一门涉及数据管理的关键课程，本章节主要讨论了并发操作可能引发的数据不一致性问题及其解决方案。并发操作可能导致的三种主要数据不一致性包括： 1. 丢失修改（Lost Update）：两个事务同时访问并修改同一数据，如果一个事务完成并提交，另一个事务的修改可能被覆盖，造成前一个事务的数据丢失。 2. 不可重复读（Non-repeatable Read）：事务在读取数据后，另一事务对其进行修改，使得第一个事务无法再现之前的读取结果，导致信息的不一致。 3. 读“脏”数据（Dirty Read）：事务T修改数据并写回磁盘，随后被撤销，若其他事务在此时读取到的数据是T已修改过的旧值，即使该值后来被还原，也会导致数据错误，这被称为“脏”读。 为了避免这些不一致，数据库管理系统采用并发控制技术，其中最常见的是封锁机制。封锁是一种锁定机制，它允许事务在操作特定数据对象前获取锁，确保数据的一致性。基本的封锁类型有： - 排它锁（Exclusive Locks，简称X锁）：事务对数据对象加X锁后，只有该事务能对数据进行读取和修改，其他事务不能对其进行任何操作，直至事务释放锁。 - 共享锁（ShareLocks，简称S锁）：事务对数据加S锁时，可以读取但不能修改，其他事务可以读取，但不能获得写锁，直到事务释放S锁。 活锁的产生通常发生在多个事务相互等待对方释放资源的情况下，比如，A事务持有B事务需要的资源的锁，而B事务也持有A事务需要的锁。为防止活锁，可以采取先来先服务（First Come, First Served，FCFS）策略，即根据事务请求的顺序决定何时授予锁，确保资源按请求顺序分配。 两段锁协议是另一种并发控制策略，它将事务的执行分为两个阶段：第一阶段只获取共享锁，第二阶段根据需要升级到排它锁，这有助于减少锁定资源的时间和避免死锁的发生。 总结来说，数据库技术中的并发控制是维护数据一致性的重要手段，通过理解并掌握封锁机制和相关概念，如丢失修改、不可重复读、读“脏”数据以及活锁，可以帮助开发者设计出健壮和高效的数据库应用。