数据库并发控制：封锁机制详解

"数据库系统概论 - 并发控制与封锁技术" 在多用户数据库系统中，并发控制是一项至关重要的技术，它确保了在多个事务同时执行时，数据的完整性和一致性不受影响。并发控制的主要目标是管理和协调事务的执行，以避免数据冲突和不一致。本文将聚焦于一种常见的并发控制机制——封锁。 封锁，也称为锁定或加锁，是一种确保数据对象在事务处理期间不会被其他事务干扰的方法。当事务T开始操作某数据对象时，它会先向系统申请对该对象进行封锁。这就像在数据对象上设置了一个临时的保护层，只有事务T有权访问和修改这个对象。在事务T完成其操作并释放锁之前，其他事务无法进行读写操作，从而防止了数据的不一致性和并发问题。 并发控制的问题主要源于不同事务执行方式的存在。事务串行执行虽然保证了数据一致性，但效率低下，无法充分利用系统资源。相比之下，交叉并发和同时并发方式提高了系统的效率，允许更多事务并行运行。然而，这种并行执行可能导致数据竞争，即多个事务同时访问和修改同一数据，从而引发数据错误和事务一致性问题。 为了解决这些问题，数据库系统采用并发控制策略，如封锁协议。封锁协议规定了事务何时获取和释放锁，以防止并发执行导致的不一致性。其中，11.2章节详细介绍了封锁机制，包括不同类型的锁（如共享锁和排他锁）以及它们如何防止并发冲突。11.3章节讨论了活锁和死锁，这两种情况都可能导致事务永远等待，无法继续执行。活锁是事务因相互等待对方释放资源而陷入无限循环，而死锁则是多个事务互相持有对方需要的资源，形成僵局。 11.4章节的并发调度的可串行性是衡量并发执行是否等价于某种串行执行的标准，这是评估并发控制效果的重要指标。两段锁协议（11.5章节）是一种保证事务串行化执行的策略，要求事务在修改数据前先锁定所有需要的资源，然后在解锁所有资源后再进行修改。 封锁的粒度（11.6章节）是指锁定的数据单位大小，它可以是整个表、记录或者更细粒度的数据项。选择合适的封锁粒度是平衡性能和并发控制的关键，粒度太细可能导致过多的锁管理开销，而粒度过粗则可能增加冲突概率。 封锁作为并发控制的一种手段，通过精确控制事务对数据对象的访问，确保了数据库的一致性和事务的隔离性。通过对不同并发控制策略的理解和应用，数据库系统能够在保障数据完整性的同时，最大化地利用系统资源，实现高效的并发处理。