数据库系统中的并发控制与脏数据问题

"数据库并发控制是多用户数据库系统中确保数据一致性的重要机制。并发控制的主要目的是防止多个事务在执行过程中因交错操作导致的数据不一致，从而维护事务的隔离性和数据库的一致性。本文将继续探讨‘读脏数据’这一并发控制问题，并简要介绍并发控制的基本概念和技术。 读脏数据是指事务在未提交的情况下读取了其他事务尚未最终确定的数据。例如，事务T1将值C修改为200，此时事务T2读取到C为200，但随后T1由于某种原因被回滚，C恢复为原始值100。这时，T2所读取的C值与数据库实际状态不一致，这就是读脏数据的问题。 数据库系统中存在多种事务执行方式。首先是事务串行执行，即每个时刻只有一个事务在运行，这种方式虽然简单，但无法充分利用系统资源。其次是交叉并发执行，通过事务操作的轮流交叉，可以在单处理机系统中提高效率，但事务并未真正并行。最后是同时并发执行，多处理机环境下的事务可以真正并行运行，提高系统性能。 然而，事务并发执行带来了一些挑战，比如多个事务可能同时访问同一数据，这可能导致数据不一致。为了解决这些问题，数据库系统采用了并发控制技术，如封锁协议。封锁是并发控制的一种常见方法，通过锁定数据项来防止多个事务同时修改同一数据。封锁协议有不同级别，如共享锁（读锁）和排他锁（写锁），以控制事务的读写权限。 活锁和死锁是并发控制中需要避免的两种情况。活锁发生时，事务因相互等待对方释放资源而无限期阻塞；死锁则是多个事务陷入互相等待资源的状态，无法继续执行。解决这些问题通常需要通过超时、资源预分配和死锁检测及恢复策略。 并发调度的可串行性是衡量并发控制效果的一个标准，即判断一个并发执行的事务序列是否等价于某个串行执行的事务序列。两段锁协议是一种保证可串行性的策略，它要求事务在修改数据前先获取锁，修改完毕后释放锁，分为加锁阶段和解锁阶段。 封锁的粒度是指锁定数据的单位，可以是单个记录、页面或整个表。粒度的选择影响并发性能和系统开销，更细粒度的锁允许更多的并发，但管理开销更大。 数据库并发控制是一个复杂而关键的领域，旨在确保在多用户环境中数据的准确性和一致性。通过封锁、死锁处理、并发调度策略等手段，数据库系统能够有效地支持事务的并发执行，同时保持数据的完整性。"