数据库系统概论：并发控制与封锁机制

"本资源为数据库系统概论的课件，主要讲解了并发控制的相关内容，包括并发控制的概述、封锁技术、封锁协议、活锁和死锁、可串行化调度、两段锁协议、封锁的粒度以及并发控制的重要性。其中，显式封锁和隐式封锁是封锁技术中的两种类型，它们在确保事务隔离性和数据库一致性方面起着关键作用。" 在数据库系统中，尤其是在多事务环境中，并发控制是必不可少的一部分，它确保了多个事务在共享数据时的正确性和一致性。显式封锁和隐式封锁是两种主要的封锁机制。 显式封锁是指用户或应用程序明确地对数据对象进行加锁操作，以防止其他事务在特定时段内访问该数据。这种锁定通常是通过SQL语句如`SELECT ... FOR UPDATE`或`LOCK TABLE`来实现的，允许事务对选定的数据进行独占式访问，直到事务结束或者显式解锁。 相比之下，隐式封锁是由数据库管理系统自动进行的。当一个事务对某个数据对象进行操作时，数据库系统会根据封锁策略和协议自动对相关数据施加锁，这可能是为了保护上级数据结构（如表或索引）的完整性。例如，当对表中的一行数据进行更新时，数据库可能自动对整个表或索引加锁，从而隐式地保护了数据对象。 封锁协议是确保事务并发执行时正确性的规则集。例如，一级封锁协议要求事务在读取数据之前先锁定，防止其他事务在此期间修改数据；二级封锁协议进一步要求事务在写入数据前也锁定，以避免丢失更新的问题；三级封锁协议则同时要求读操作也要锁定，以防止不可重复读。 并发控制的目标是避免数据不一致性，如丢失修改和不可重复读。丢失修改是指一个事务的修改被另一个事务覆盖，导致前者的更改丢失。不可重复读则意味着一个事务在两次相同读取操作之间，看到的数据不同，可能是由于其他事务在这两次读取之间对数据进行了修改。 为了解决这些问题，数据库系统采用了各种策略，例如两段锁协议。根据两段锁协议，事务必须在操作的开始阶段获取所有需要的锁，并在事务结束时一次性释放所有锁，这样可以确保在事务执行过程中不会出现死锁，并且满足可串行化调度，即并发事务的执行效果等同于某次特定的串行调度。 封锁的粒度是指锁锁定的数据范围，可以是行级、页级、表级或其他级别。粒度的选择影响并发度和系统开销，细粒度封锁可以提供更高的并发性，但可能导致更多的锁冲突和管理开销；反之，粗粒度封锁可以简化管理，但可能限制并发。 显式封锁和隐式封锁是并发控制中的基础工具，用于保证事务的隔离性和数据库的一致性。理解并掌握这些概念对于设计和优化高效、稳定的数据库系统至关重要。