数据库并发控制：死锁与解决策略

并发控制是数据库管理系统（DBMS）中的关键组成部分，它在多用户环境下确保数据的一致性和完整性。随着多事务系统的普及，如航空公司订票系统和银行系统，支持数百个并发事务的执行变得至关重要。不同的事务执行方式引发了一系列问题，包括事务间的依赖关系和资源争夺。 1. 事务执行方式： - **串行执行**：每个事务按照固定顺序执行，避免了冲突，但可能导致资源利用率低下。 - **交叉并发**（InterleavedConcurrency）：在单处理机系统中，事务交替执行，虽非真并行，但仍可减少处理器空闲，提高效率。 - **同时并发**（SimultaneousConcurrency）：在多处理机环境中，事务真正并行，显著提升了并发性能。 2. 并发控制中的挑战： - 数据竞争：多个事务同时访问同一数据可能导致数据不一致。 - 事务一致性与数据库一致性：并发操作可能破坏事务的原子性、一致性，以及数据库的整体状态。 3. 并发控制方法： - **封锁（Locking）**：通过锁定机制，防止并发事务对数据进行不安全的操作，确保数据在任何时候只被一个事务修改。 - **活锁与死锁**：活锁是指事务保持等待状态，但不会阻塞其他事务；死锁是两个或更多事务互相等待对方释放资源，导致无进展的僵局。 - **并发调度的可串行性（Serializability）**：一种并发执行的调度策略，确保任何合法的序列化执行结果都能从实际并发执行中获得。 - **两段锁协议**：一种常用的并发控制策略，将事务分为两个阶段，获取锁在第一阶段，提交或回滚在第二阶段，以避免部分更新丢失。 - **封锁粒度**：指锁定范围的大小，如行级锁、页级锁或更高级别的锁，影响并发性能和冲突的可能性。 4. 小结： 并发控制的核心任务是协调并发操作，确保事务隔离性和数据库一致性，同时处理可能出现的并发问题，如活锁和死锁。通过恰当的设计和实现并发控制机制，数据库系统能够有效地应对复杂多变的并发环境，提供高效和可靠的服务。理解这些概念对于设计和优化数据库系统至关重要。