数据库并发控制与数据一致性

"这份资料是关于数据库系统概论的复习资料，特别针对期末考试，旨在帮助学习者理解和掌握数据库的并发控制这一关键概念。" 在数据库领域，尤其是在多用户环境中，并发控制是至关重要的一个部分，因为它确保了多个事务在同一时间执行时的正确性和一致性。并发控制是数据库管理系统的核心组件，其主要目标是提高系统的资源利用率，缩短短事务的响应时间，以及保证在并发环境下数据的一致性。 并发控制带来了新的挑战，比如数据不一致性的风险。例如，在飞机订票系统的场景中，如果甲乙两个售票点同时进行售票操作而没有适当的并发控制，可能会导致航班的剩余票数计算错误，出现不一致性。这种不一致性主要有三种类型： 1. 丢失修改：当两个事务都修改同一数据，但其中一个事务的修改被另一个事务覆盖，导致前者的修改丢失。这种情况被称为“写—写冲突”。 2. 读“脏”数据：一个事务读取了另一个事务尚未提交的修改，然后该修改被撤销，使得第一个事务读取到的数据变为不正确的“脏”数据。这是“读—写冲突”的一种情况。 3. 不可重复读：事务在不同时间读取同一数据时，由于其他事务的更新，导致两次读取的结果不一致。这同样是因为违反了事务的隔离性。 为了解决这些问题，数据库系统采用了封锁（Locking）作为主要的并发控制方法。封锁协议规定了事务在访问数据时必须遵循的规则，以防止不一致性的发生。例如，两段锁协议（Two-Phase Locking）要求事务在修改数据之前先锁定它，直到事务结束时才释放所有锁，确保在任何时候，事务只能读取或修改已被锁定的数据。 并发控制的目标是确保并发调度具有可串行性，这意味着虽然事务是并发执行的，但其效果等同于按某种顺序串行执行。这样可以避免数据不一致性，保证数据库的正确性。 在实际应用中，数据库系统会采用多种策略来实现并发控制，如多版本并发控制（MVCC）、时间戳排序、乐观锁和悲观锁等。这些策略各有优缺点，适用于不同的系统环境和事务特性。 数据库的并发控制是确保多用户环境下的数据完整性和一致性的重要手段，学习和理解并发控制的概念、协议和策略对于数据库管理员和开发者来说至关重要，特别是在面临高并发场景时，能够有效地设计和优化数据库操作，提高系统性能。