数据库系统概论:并发控制与封锁机制
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更新于2024-08-15
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"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。
2009-09-11 上传
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