两段锁协议确保数据库并发控制下的串行化：实例分析

在本资源中，我们探讨了数据库并发控制中的关键概念，特别是两段锁协议如何确保可串行化执行。首先，两段锁协议是一种用于并发控制的策略，它将事务分为两个阶段：第一阶段获取所有需要的锁，第二阶段完成更新并释放锁。以下是几个关键场景的分析： 1. **遵守两段锁协议**： - 案例 T1 和 T2 分别对表 A 和 B 进行操作。T1 先锁住 B，读取值并更新，然后解锁 B 再锁 A。T2 在等待 T1 对 A 的锁时无法继续。这确保了事务的顺序执行，避免了并发时可能的数据不一致，如丢失修改。 2. **不遵守两段锁协议**： - 在一些情况下，如果事务没有遵循两段锁协议，如 T1 中在读取 A 的值后立即解锁，T2 可能会立即获得 A 的锁并执行，导致数据不一致。例如，T1 读取 A=2 后，未锁定 B 就更新 A，随后 T2 读取到 A=16，而非预期的 3，这可能导致 T1 的修改丢失。 3. **并发控制的挑战**： - 数据库并发控制的核心目标是保证事务的隔离性和一致性。并发执行的事务可能会破坏这些属性，比如丢失修改（事务T1的修改被T2覆盖）和不可重复读（事务看到的是另一个事务中间状态的数据）。 - 并发调度的可串行化是并发控制的重要概念，它确保了并发执行的事务看起来像是在一个线程中顺序执行一样，避免了并发冲突。 - 在并发控制机制中，活锁和死锁也是需要考虑的问题。活锁指两个或多个事务互相等待对方释放资源，而死锁则更严重，涉及到多个事务相互阻塞，可能导致系统陷入无响应状态。 4. **并发控制方法**： - 并发控制策略包括单线程串行执行、交叉并发和同时并发。单线程串行执行简单但效率低；交叉并发利用单处理机空闲时间；同时并发是理想情况，但在多处理机系统中受限于硬件环境。 本资源详细阐述了数据库并发控制中的两段锁协议以及其在确保事务正确性和数据库一致性方面的应用，同时也揭示了并发执行带来的问题，如数据不一致性和并发调度的复杂性。理解并有效地实施并发控制策略是保证数据库系统性能和数据完整性的重要组成部分。