数据库并发控制：意向锁与解决策略

意向锁是数据库并发控制中的重要概念，它用于解决多用户数据库系统中并发事务对数据的一致性和隔离性的管理问题。在并发执行的事务环境中，如飞机定票或银行系统，可能同时有数百个事务在运行，这就需要有效的并发控制策略来避免数据冲突和不一致。 在并发控制中，意向锁的作用是确保对数据的访问遵循一定的顺序，防止数据竞态条件。当对一个数据库或关系的某个结点加意向锁时，这表明该结点的子节点正被其他事务锁定，以此来保证事务的串行化执行。这意味着在对任何具体元组加基本锁之前，必须先对其所在的数据库和关系加意向锁，这遵循了事务并发控制的基本规则。 例如，如果一个事务T1试图访问某个关系中的一个元组，它必须首先获得该关系和数据库的意向锁，然后才能获取元组的实际锁。这样可以防止其他事务在T1对元组进行修改时对其进行干扰，从而维护事务的隔离性。 并发控制的问题主要体现在不同类型的事务执行方式上。首先是事务串行执行，虽然简单，但效率较低，不能充分利用系统资源。其次是交叉并发和同时并发，前者在单处理机环境下通过轮流执行提高效率，而后者在多处理机系统中实现了真正的并行，但需处理好同步和一致性问题。 并发执行可能导致的问题包括数据冲突和不一致状态，如活锁和死锁。活锁是指事务在等待某个资源，但其他事务持有该资源的意向锁，导致所有事务都无法继续，造成系统停滞。死锁则是指两个或更多事务互相等待对方释放资源，形成恶性循环，同样导致资源无法释放。 为了管理这些问题，数据库管理系统采用了并发调度策略，如可串行性要求，确保事务最终能够按照某种全局顺序完成。两段锁协议是一种常见的并发控制技术，它分为两个阶段：第一个阶段获取锁，第二个阶段执行事务，这有助于预防死锁的发生。此外，封锁的粒度也是并发控制的关键，不同的粒度选择会影响性能和复杂性。 总结来说，意向锁作为并发控制的核心机制，通过预先锁定路径和层次，有效地协调多用户对共享数据的操作，保证了数据库在高并发环境下的正确性和一致性。理解并掌握并发控制原理，对于设计和优化数据库系统的并发性能至关重要。