数据库原理之并发控制的基本概念

我们今天继续来看数据库原理，我们简单讲讲数据库的并发控制。

并发控制的定义

并发控制是为了保证事务的隔离性和一致性，数据库管理系统需要对并发操作进行正确调度。并发控制的主要技术有：、时间戳、乐观控制法、多版本并发控制等。

并发操作带来的数据不一致性主要有以下三点：

丢失修改：两个事务T1和T2 读入同一数据并修改，T2 提交的结果破坏了 T1提交的结果，导致T1 的修改被丢失。
不可重复读：指事务T1读取数据后，事务T2 执行更新操作，使T1 无法再现前一次读取结果。
读脏数据：事务T1 修改某一数据后并将其写回磁盘,事务T2读取同一数据后，T1 由于某种原因被撤销，这时T1 修改过的数据恢复原值，T2读到的数据就与数据库中的数据不一致。

并发控制的基本方法

并发控制的基本方法有排他锁和共享锁。

排他锁的定义：若事务T对数据对象A加上X锁,则只允许事务T读取和修改A。事务T释放A上的锁之前:其他事务不能读取和修改A,不能再对A 加任何类型的锁。

共享锁的定义：若事务T对数据对象A加上S锁,则事务T可以读取A，但不能修改A。事务T释放A上的S锁之前: 其他事务可以读取A,可以对A加S锁,但不能修改A,也不能对A加X锁

封锁协议

封锁协议有三级，分别叫一级封锁协议、二级封锁协议、三级封锁协议。

一级封锁协议：事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放。
二级封锁协议：事务T在修改数据R之前必须先对其加锁（一级封锁协议），并且其他事务在取数据之前必须先对其加S锁，读完后即可释放S锁。
三级封锁协议：事务T在修改数据R之前必须先对其加锁（一级封锁协议），并且其他事务在读取数据之前必须先对其加S锁，直到事务结束才释放（二级封锁协议是读完就能释放）

活锁和死锁

活锁

活锁：事务T1封锁了数据R，事务T2又请求封锁R，于是T2 等待；T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁之后系统首先批准了 T3 的请求，T2 仍然等待，T4 又请求封锁R，当T3释放了R上的封锁之后系统又批准了T4 的请求.......T2 有可能永远等待，产生活锁。

避免活锁的方法：先来先服务策略

死锁

这里的死锁和操作系统当中的死锁不一样。这里的死锁是事务T1 封锁了数据R1，T2 封锁了数据 R2，T1 又请求封锁R2，因T2 已封锁了 R2，于是T1 等待T2释放R2上的锁，接着T2 又申请封锁 R1，因T1 已封锁了 R1，T2 也只能等待T1，释放R1 上的锁，这样T1在等待T2，而T2又在等待T1，T1和T2两个事务永远不能结束，形成死锁。

死锁的预防

一次封锁法：每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能继续执行。
顺序封锁法：预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事务按这个顺序实施封锁。

死锁的诊断与解除

诊断：如果一个事务的等待时间超过了规定的时限，就认为发生了死锁或构建事务等待图存在回路。

解除：选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤销（UNDO），释放此事务持有的所有的锁。