数据库系统概论：并发控制与封锁机制

"数据库系统概论中的并发控制与封锁机制" 在数据库系统中，封锁是一种重要的并发控制技术，用于确保事务在并发环境下正确地执行，防止数据不一致性和其他潜在问题。事务T在操作某个数据对象前，会申请对这个对象进行封锁，这相当于在数据对象上设置了一个临时的保护层。一旦封锁成功，事务T就可以进行相关操作，并且在释放锁之前，其他事务无法修改该数据对象，从而确保了数据的安全性。 并发控制是数据库管理系统（DBMS）的关键组成部分，特别是对于多用户共享的数据库环境，它能够有效地管理多个事务的执行顺序，避免数据冲突和错误。并发控制的目标是实现事务的隔离性和数据库的一致性，确保事务的正确调度。事务的隔离性确保了一个事务的操作不会被其他事务干扰，而一致性则保证了数据库在事务执行前后都保持正确状态。 并发执行的事务有三种基本方式： 1. 事务串行执行：每次只有一个事务运行，其他事务需等待其完成，这种方式资源利用率低，但不会出现并发问题。 2. 交叉并发：事务操作轮流交叉执行，适合单处理机环境，能提高系统效率。 3. 同时并发：多处理机环境下的并行运行，最大化资源利用，但可能带来更复杂的并发控制问题。 并发执行可能导致的问题包括： 1. 丢失修改：事务T1的修改被事务T2覆盖，导致T1的更新丢失。 2. 不可重复读：事务在同一查询中多次读取同一数据项，但结果不同，因为其他事务在此期间进行了修改。 3. 幻读：事务在两次查询之间，看到其他事务插入的新记录，仿佛出现了幻影记录。 为解决这些问题，数据库系统采用封锁协议，如两段锁协议。两段锁协议规定事务必须在事务开始阶段锁定所有需要的资源，然后在事务结束时一次性释放所有锁，这样可以避免死锁并保证可串行性。 封锁的粒度是指封锁的对象范围，可以是整个表、记录，甚至更细粒度的页面或行。更细的粒度可以提高并发性，但可能导致更多的锁竞争和管理开销。 封锁协议和封锁粒度的选择是并发控制策略的重要组成部分，它们直接影响数据库的性能和并发能力。DBMS需要在保证数据安全和提高系统效率之间找到平衡，以实现高效且可靠的并发控制。