数据库并发控制：一次封锁法详解

"一次封锁法是数据库并发控制中的一种策略，旨在解决多个事务并发执行时可能出现的数据不一致问题。此方法要求事务在访问数据时一次性获取所有必要的锁，避免了死锁和部分更新的问题，但可能导致阻塞。" 在数据库系统中，特别是在多用户环境中，事务的并发执行是必不可少的，它可以提高系统的效率和资源利用率。然而，并发执行也带来了挑战，如数据不一致性和隔离性问题。一次封锁法就是解决这些问题的方法之一。 11.1 并发控制概述： 并发控制的主要目标是确保在多个事务并发执行时，能够得到与这些事务串行执行相同的结果，即保持事务的隔离性和数据库的一致性。事务的串行执行虽然保证了数据正确性，但效率低下；交叉并发方式提高了效率，但在单处理机系统中受限；而同时并发方式则是理想选择，尤其在多处理机环境下，但需要复杂的并发控制机制。 11.2 封锁： 封锁是并发控制中的核心技术，通过锁定数据项来防止多个事务同时修改同一数据，从而避免数据不一致。一次封锁法就是一种封锁策略，它要求事务在开始时锁定所有将要访问的数据，直到事务结束时才释放所有锁。例如，在标题和描述中展示的例子中，事务T1首先锁定资源R1，然后解锁，接着事务T2尝试锁定R2，但由于T1尚未解锁R1，T2会等待。当T1再次尝试锁定R2时，T2已锁定R2，导致双方都处于等待状态，这就是一次封锁法可能导致的活锁或死锁情况。 11.3 活锁与死锁： 活锁是指两个或更多事务在等待对方释放资源而无限期地等待下去的情况。死锁则是指两个或更多事务互相持有对方需要的资源，导致它们都无法继续执行。一次封锁法虽然减少了死锁的可能性，但如果不加以控制，仍可能造成活锁。 11.4 并发调度的可串行化： 为了确保并发操作的正确性，需要保证并发调度是可串行化的，即任何并发调度的结果与某个事务串行执行的结果等价。一次封锁法如果正确应用，可以保证可串行化，因为每个事务在任意时刻都只对一部分资源拥有锁，不会出现交错的修改。 11.5 两段锁协议： 两段锁协议是另一种常用的并发控制策略，它要求事务在第一阶段加锁，在第二阶段解锁。一次封锁法与两段锁协议相比，没有明确区分加锁和解锁的两个阶段，可能在加锁阶段就造成了阻塞。 11.6 封锁的粒度： 封锁的粒度指的是锁定的数据范围，可以是单个记录、一组记录或者整个表。一次封锁法通常具有较大的粒度，可能导致较高的阻塞率，而较小粒度的封锁可以减少冲突，但会增加锁定和管理的复杂性。 总结来说，一次封锁法是一种早期的并发控制策略，它试图通过一次性获取所有所需锁来避免并发问题，但在实践中可能会导致事务间的等待和资源利用率不高。随着并发控制技术的发展，出现了如两段锁协议和更精细的封锁粒度等方法，以适应更复杂的并发环境。在设计数据库并发控制策略时，需要综合考虑效率、正确性和资源管理等因素。