数据库并发控制:从锁机制到时间戳策略
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更新于2024-08-02
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"数据库并发控制的基本方法,涵盖了事务处理、加锁机制和恢复与日志记录,确保数据库一致性。"
在数据库系统中,并发控制是一个关键的组成部分,它确保了在多用户环境下,同时执行的事务能够正确地完成,保持数据库的一致性和完整性。并发控制的目标是提供类似于单个事务顺序执行的效果,即使事务实际上是以某种并发方式执行的。本章主要讨论了以下几个核心概念和技术:
1. **串行调度和可串行化调度**:串行调度是指事务按照某个特定顺序依次执行,而可串行化调度则是在并发执行下,事务的结果等价于它们以某种顺序串行执行的结果。这是并发控制的基本要求,保证了并发执行事务的正确性。
2. **冲突可串行性**:这一概念强调了在并发执行中,如果不存在任何两个事务的操作对同一数据项有冲突(例如,一个事务读取时,另一个事务写入),那么这些事务的执行顺序可以任意调整,仍然保持结果的一致性。
3. **加锁机制**:封锁(Locking)是实现可串行化调度的常用手段,通过获取和释放锁来控制事务对数据的访问。例如,共享锁(读锁)允许多个事务同时读取数据,而独占锁(写锁)则确保在写入时数据不会被其他事务读取或修改。
4. **多种锁方式的封锁系统**:除了基本的读写锁,还有其他的锁策略,如意向锁、行级锁、页级锁等,用于更精细的数据访问控制,以减少锁定开销和提高并发性能。
5. **封锁调度器的体系结构**:这部分描述了事务管理器如何决定何时授予或撤销锁,以及如何调度事务的执行顺序,以避免死锁和提高并发效率。
6. **数据库元素层次的管理**:这涉及到根据数据库的结构,如表、索引等,来实施封锁策略,以确保在不同层次上的一致性。
7. **树协议**:在复杂的数据库结构中,如树形结构,特定的并发控制协议可能需要被采用,以保证节点间的操作顺序正确。
8. **使用时间戳的并发控制**:时间戳排序法是一种无锁的并发控制策略,通过赋予每个事务一个时间戳,根据时间戳的大小来决定事务的执行顺序,避免了锁定和解锁的开销。
9. **使用有效性确认的并发控制**:这种技术通常用于优化读写操作,通过检查事务的读取是否基于最新的数据状态,以防止脏读和不可重复读等问题。
并发控制不仅涉及事务的正确执行,还关系到系统的性能和响应时间。因此,数据库管理系统必须精心设计并发控制策略,以在保证数据一致性的前提下,最大化并发性能。不同的并发控制方法各有优缺点,实际应用中需要根据具体场景选择合适的技术。
2012-08-06 上传
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lianwanli1987
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