数据库并发控制：封锁机制解决不可重复读问题

本资料主要讨论了在数据库系统中如何使用封锁机制来解决并发控制中的不可重复读问题，重点在于并发控制的理论和实践。 并发控制是多用户数据库系统中不可或缺的一部分，因为这样的系统允许多个用户或事务同时访问和操作数据库。并发控制的主要目标是确保事务的隔离性和数据库的一致性，即使在多个事务并发执行的情况下，也能避免数据的不一致性。 不可重复读是并发控制中的一种问题，它发生在事务T1在某次读取数据后，其他事务修改了这些数据，导致T1再次读取时得到的结果不同。为了防止这种情况，封锁机制被引入。在给定的例子中，事务T1在读取A和B之前，会先对这两个数据项加S锁（共享锁），这使得其他事务只能加S锁读取，而不能加X锁（排他锁）进行修改。这样，当事务T2尝试修改B并请求X锁时，会被阻塞直到T1释放B上的S锁。在T1读取A和B并验证它们的和仍然是150后，T1才会释放S锁，此时T2才能继续并最终修改B的值。 封锁机制的类型包括共享锁（S锁）和排他锁（X锁）。共享锁允许事务读取数据，而排他锁则允许事务读取并修改数据。在并发控制中，通常会使用两阶段锁协议来协调事务对数据的访问，以确保事务的正确调度。 11.2封锁是并发控制的一种常见方法，通过加锁来控制事务对数据的访问。S锁（共享锁）允许多个事务同时读取数据，但不允许修改；X锁（排他锁）则独占数据，只允许一个事务读取和修改。封锁的粒度指的是锁定的数据单元的大小，可以是行级、页级或表级等，粒度的选择会影响并发性能和锁定开销。 11.3活锁和死锁是并发控制中可能出现的另外两种问题。活锁是指两个或多个事务在等待对方释放资源而无限期地等待下去，而死锁则是指多个事务相互持有对方需要的资源，导致所有事务都无法继续执行。解决这些问题通常需要通过超时机制、死锁检测和回滚策略来避免或解除。 11.4并发调度的可串行性是衡量并发执行事务正确性的标准，如果一个并发调度可以被看作是某个串行调度的结果，那么这个并发调度就是可串行化的，这意味着它不会导致不一致的结果。 11.5两段锁协议是确保并发控制的一种策略，它要求事务在第一阶段获取所有需要的锁，在第二阶段释放所有锁。这种协议有助于防止死锁，并确保事务的隔离性。 11.6封锁的粒度选择对并发性能有很大影响。粒度越细，锁定的数据量越小，可以提高并发性，但可能导致更多的锁冲突；粒度越大，锁定的数据量越大，减少冲突，但可能降低并发性能。 数据库系统的并发控制是通过封锁机制、锁的类型、两阶段锁协议以及对活锁和死锁的管理来确保事务的正确执行和数据库的一致性。理解这些概念对于设计和维护高性能、高可用性的数据库系统至关重要。