数据库并发控制：意向锁与事务调度

意向锁是数据库并发控制中的一种关键机制，用于解决在多事务环境下可能产生的数据一致性问题。在《AnIntroductiontoDatabaseSystem》的第八章并发控制中，作者详细探讨了并发控制的不同方式及其带来的挑战。首先，介绍三种主要的并发执行模式：事务串行执行、交叉并发和同时并发，每种模式都有其优缺点，如串行执行简单但效率不高，而同时并发在多处理机环境中能提高效率，但受硬件限制。 并发控制的核心任务包括对并发操作的调度和确保事务的隔离性与数据库的一致性。例如，当事务T1试图更新A字段时，如果T2在此期间读取了A的旧值，然后T1完成更新并写回新值，这可能导致数据不一致，即丢失修改问题。丢失修改是并发控制需要防止的一种现象，它使得事务的结果依赖于其他事务的操作顺序，违背了事务的一致性原则。 为了解决这个问题，引入了锁机制，如意向锁。在给定的例子中，对关系R加锁时，系统会首先检查根节点和关系本身是否有不兼容的锁，而不必逐个检查元组，这是使用意向锁的一个优点。这减少了事务之间的冲突，并提高了并发执行的效率。 Oracle等数据库管理系统采用两段锁协议来管理并发，该协议允许事务在获取实际锁定之前先获取意向锁，以便尽早检测并避免潜在冲突。此外，锁的粒度也是一个重要因素，不同的粒度（如行级锁、页级锁或表级锁）会影响并发性能和事务处理的灵活性。 并发控制还关注活锁和死锁的预防，活锁是指两个或更多事务永远等待对方释放资源而无法继续的情况，而死锁则是指两个或更多的事务相互等待对方资源导致都无法进行。DBMS需要有策略来避免这两种情况，确保事务能够按预期顺序执行。 总结来说，意向锁作为并发控制的一部分，是数据库管理系统的关键组成部分，它通过预判性地锁定资源来防止数据不一致，确保并发环境下的数据一致性、隔离性和整体系统的正常运行。理解这些概念对于理解和优化数据库设计以及处理并发挑战至关重要。