【数据库原理】（26）数据库并发控制-Toy模板网

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并发控制是数据库管理系统（DBMS）的核心功能之一。它确保在多个用户并行访问数据库时，数据库的一致性和完整性得到维护。

一.事务概述

事务是数据库中基本的逻辑工作单位，由一系列操作组成，这些操作要么全部执行（提交），要么完全不执行（回滚）。一个事务可以是单个SQL语句、一组SQL语句或一整个程序段。

事务的四大特性（ACID）保证了数据的一致性和系统的可恢复性。

并发控制机制确保多个事务同时执行时，数据库的完整性不受影响。它模拟了事务的串行执行，即使实际上它们可能是并发运行的。这种机制是数据库管理系统性能的重要指标之一。

并发控制是数据库管理系统（DBMS）中确保多用户环境下数据一致性和完整性的关键机制。这一机制主要是为了避免数据的丢失修改、读脏数据和不可重复读等问题，从而保障数据的准确性和一致性。

在并发环境下，多个用户可能同时对同一数据进行操作，这可能导致以下几种问题：

例如，在银行账户的场景中，当两个分支机构同时对同一账户进行操作时，没有适当的并发控制可能会导致数据不一致，例如丢失修改。

如果一个事物执行时，不允许其他事物并发操作，即把事务串行执行，则不会发生数据不一致的问题。正确的并发控制策略需要确保所有事务的并行执行结果与这些事务串行执行的结果相同。这种称为可串行化（serializability）的调度是许多DBMS采用的并发控制标准。

可串行化调度确保了即使在并行操作的环境下，也能保持数据的一致性和完整性。常见的并发控制技术包括锁定机制和乐观并发控制等。

封锁机制是数据库管理系统（DBMS）中实现并发控制的主要方式。它允许事务对其所操作的数据对象进行控制，分为三个步骤：申请加锁、获得锁以及释放锁。

封锁粒度指的是封锁对象的大小。封锁对象可以是数据库的一部分（如单个记录或数据页）或整个数据库。封锁粒度的选择影响系统的并发度和开销。较大的封锁粒度减少了并发度，但同时减少了系统的开销；而较小的封锁粒度则相反。

封锁协议是关于何时加锁、锁的持续时间、何时释放锁的一套规则。

保证数据一致性的三级封锁协议：
- 一级封锁协议：要求事务在修改数据前加X锁，直到事务结束才释放，防止丢失修改。
- 二级封锁协议：在一级协议基础上，要求读取数据前加S锁，读完后即可释放，防止脏读。
- 三级封锁协议：在一级协议基础上，要求读取数据前加S锁，直到事务结束才释放，防止不可重复读。
两段锁协议（Two-phase Locking, 2PL）：用于保证并行调度的可串行性。它规定事务在读写操作前必须获得锁，并且在释放任何锁之后不再获得新锁。这个协议分为“加锁阶段”和“解锁阶段”。

活锁和死锁都是数据库管理系统（DBMS）在并发控制时可能遇到的问题。理解它们的概念、成因和解决策略对于维护数据库系统的稳定性和效率至关重要。

定义：

例子：

解决方案：

定义：

例子：

一次封锁法：
- 要求事务在开始时一次性获取其需要的所有资源。
- 缺点：可能导致资源的低效使用和并发度降低。
顺序封锁法：文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-799453.html
- 根据预定义的顺序获取资源。
- 缺点：难以适应数据和事务动态变化的环境。