数据库并发控制：封锁协议与数据一致性

"数据库并发控制方法，包括一次封锁法和顺序封锁法，是确保数据库在多事务并发执行时保持一致性的关键技术。并发控制的主要目的是防止数据不一致性问题，如丢失修改、不能重复读和读脏数据。" 在数据库管理中，并发控制是至关重要的，因为它确保了多个事务在同时执行时，数据的完整性和一致性不受影响。《并发控制》一章详细介绍了这一主题，主要包括以下几个方面： 11.1 并发控制概述 并发控制的目的是解决数据不一致性问题，这些问题由并发事务操作引发。常见的不一致性有： - 丢失修改：两个事务对同一数据进行读取和修改，最终结果只保留了其中一个事务的修改，导致另一个事务的更新丢失。 - 不能重复读：一个事务在多次读取同一数据时，发现数据在中途被其他事务修改，导致前后读取的结果不一致。 - 读脏数据：事务读取到其他事务未提交的修改，如果这个事务随后回滚，那么读取的数据就是无效的。 11.2 封锁（Locking） 封锁是最常用的并发控制机制之一。它通过在事务对数据对象操作前加锁来控制访问权限。封锁分为两种类型： - 排他锁（ Exclusive Locks, X 锁）：允许事务读取和修改数据，但不允许其他事务在此期间对数据进行任何操作。 - 共享锁（Shared Locks）：允许事务读取数据，但阻止其他事务在此期间对数据进行修改。 11.3 活锁和死锁 活锁是指事务因等待对方释放资源而无限期等待的情况。死锁则是两个或多个事务相互等待对方释放资源，导致所有事务都无法继续执行。解决这些情况通常需要采用超时策略或死锁检测算法来中断并重新安排事务。 11.4 并发调度的可串行性 为了确保并发执行的事务等同于串行执行的效果，需要满足可串行化条件。这意味着任何并发调度都可以重排成一个串行调度，且结果不会改变。 11.5 两段锁协议 两段锁协议规定事务在对数据对象进行读写操作时，必须先获取锁，然后在完成所有操作后释放锁。这有助于避免死锁，并确保事务的原子性和隔离性。 11.6 封锁的粒度 封锁的粒度是指锁定数据对象的大小，可以是整个表、记录或更细粒度的字段。粒度的选择直接影响并发性能和系统资源的利用率。 数据库并发控制是一个复杂而关键的领域，通过有效的并发控制策略，如封锁和时间戳等，可以保证在多事务环境下，数据库系统能够正确、高效地运行，避免数据不一致性和其他并发问题的发生。