数据库并发控制：封锁机制与事务问题

"数据库原理ppt章节总结，涵盖了并发控制、封锁机制和并发操作可能产生的问题。本章由王晓鹏教授讲解，重点在于如何在多用户环境下确保数据库的正确操作和一致性。" 在多用户和网络环境中，数据库是共享资源，多个用户或应用程序可能会并发地对数据库进行读写操作。并发操作能有效利用系统资源，提高效率，但在并发控制方面如果不妥善处理，可能会导致错误。例如，在飞机定票或银行数据库系统中，数百个事务可能同时并发运行，这需要一个强大的并发控制系统来确保事务的隔离性和数据一致性。 并发控制机制是数据库管理系统的重要组成部分，主要目标是对并发操作进行正确调度，保证事务的隔离性和数据库的一致性。并发控制通常通过封锁技术实现，但封锁也可能引发活锁和死锁问题，需要特定的解决方案。 并发控制概述中，介绍了三种事务执行方式：事务串行执行，事务交叉并发执行，以及事务同时并发执行。串行执行虽保证无并发问题，但效率低；交叉并发在单处理机上轮流执行事务，提高效率；同时并发在多处理机上实现真正并行，效果最好，但对硬件有较高要求。实际讨论的并发控制技术主要基于单处理机环境。 并发操作可能产生三种数据不一致性问题：丢失修改、读脏数据和不可重复读。丢失修改是指两个事务修改同一数据，后提交的事务覆盖了前者的修改，导致某些更新丢失。读脏数据是指事务读取了另一个未提交事务修改过的数据，如果该事务最终回滚，读取的数据就是无效的。不可重复读则是在事务的不同阶段，对同一数据的多次读取结果不一致，因为其他事务在此期间修改了数据。 封锁机制是解决这些问题的关键。最基本的封锁类型包括排他锁（X锁）和共享锁（S锁）。排他锁不允许其他事务对锁定数据进行读或写操作，而共享锁只允许其他事务读取但不能修改锁定的数据。封锁协议则进一步规范了事务对数据的访问，如一级封锁协议防止丢失修改，二级封锁协议加上对读操作的封锁防止读脏数据，而三级封锁协议再增加对不可重复读的防护。 在实践中，为了防止活锁和死锁，DBMS需要具备相应的策略，例如采用超时机制或预判资源需求等方法。数据库并发控制是一门深奥的学问，涉及到事务管理、并发调度和资源锁定等多个层面，对于确保数据库系统的稳定性和数据的准确性至关重要。