第十一章并发控制教案分析.ppt

An Introduction to Database System 上海第二工业大学 计算机与信息学院 第十一章 并发控制 11.1 并发控制概述 11.2 封锁 11.3 活锁和死锁 11.3 并发调度的可串行性 11.5 两段锁协议 11.6 封锁的粒度 并发控制概述 多事务执行方式 (1)事务串行执行:每个时刻只有一个事务运行，其他事务必须等到这个事务结束以后方能运行。不能充分利用系统资源，发挥数据库共享资源的特点。 (2)交叉并发方式：事务的并行执行是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行。是单处理机系统中的并发方式，能够减少处理机的空闲时间，提高系统的效率。 并发控制（续） (3)同时并发方式（simultaneous concurrency） 多处理机系统中，每个处理机可以运行一个事务，多个处理机可以同时运行多个事务，实现多个事务真正的并行运行 最理想的并发方式，但受制于硬件环境 更复杂的并发方式机制 事务并发执行带来的问题 可能会存取不正确的数据，破坏事务的隔离性和数据库的一致性 DBMS必须提供并发控制机制 并发控制机制是衡量一个DBMS性能的重要标志之一 11.1 并发控制概述 并发控制机制的任务 对并发操作进行正确调度 保证事务的隔离性 保证数据库的一致性 T1的修改被T2覆盖了！若A为剩余票数，实际最后A应为12 并发操作带来的数据不一致性 丢失修改：丢失修改是指事务1与事务2从数据库中读入同一数据并修改，事务2的提交结果破坏了事务1提交的结果，导致事务1的修改丢失。 不可重复读：不可重复读是指事务1读取数据后，事务2执行更新、插入和删除操作，使事务1无法再现前一次读取结果。 读“脏”数据（dirty read）：事务1修改某一数据，并将其写回磁盘，事务2读取同一数据后事务1由于某种原因被撤消，此时称事务1读出的为“脏”数据。 图11.1 三种数据不一致性 图11.1 三种数据不一致性(续) 图11.1 三种数据不一致性(续) 第十一章 并发控制 11.1 并发控制概述 11.2 封锁 11.3 活锁和死锁 11.3 并发调度的可串行性 11.5 两段锁协议 11.6 封锁的粒度 11.2 封锁 封锁就是事务T在对某个数据对象（例如表、记录等）操作之前，对其加锁。加锁后在事务T释放它之前，其它的事务不能更新该数据对象。 封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术 基本封锁类型 排它锁（eXclusive lock，简记为X锁）：若事务T对数据对象A加上X锁，则允许T读取和修改A，而其它任何事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁 共享锁（Share lock，简记为S锁）：若事务T对数据对象A加上S锁，则其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。 锁的相容矩阵 第十一章 并发控制 11.1 并发控制概述 11.2 封锁 11.3 活锁和死锁 11.3 并发调度的可串行性 11.5 两段锁协议 11.6 封锁的粒度 11.3 活锁和死锁 11.3.1 活锁 活锁:事务T2要访问数据R，此时数据R被事务T1封锁，T2等待，当事务T1对数据R解锁后，数据R又被事务T3封锁……,如此可能使T2永远等待。 采用先来先服务的策略可避免活锁 11.3.2 死锁 T1 T2 1. 死锁的预防 产生死锁的原因是两个或多个事务都已封锁了一些数据对象，然后又相互等待对方解锁，从而出现死等待。 预防死锁的方法： （1）一次封锁法：每个事务必须一次连续将所有要使用的数据全部加锁，全部成功加锁后才继续执行。缺点是由于延长了对象锁定的时间，降低的并发度。 一次封锁法 （2）顺序封锁法 顺序封锁法：顺序封锁法是预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事务都按这个顺序实行封锁。 对上例，假设规定按R1和R2顺序加锁，T2的加锁顺序也必须是XLock R1和XLock R2。 顺序封锁法存在的问题 数据库系统中可封锁的数据对象极其众多，并且随数据变化而变化，要维护封锁顺序非常困难，成本很高。 事务的封锁请求可以随着事务的执行而动态地决定，很难事先确定每一个事务要封锁哪些对象，因此也就很难按规定的顺序去施加封锁。 例：规定数据对象的封锁顺序为A,B,C,D,E。事务T3起初要求封锁数据对象B,C,E，但当它封锁了B,C后，才发现还需要封锁A，这样就破坏了封锁顺序 顺序封锁法： 死锁的预防（续） DBMS在解决死锁的问题上更普遍采用的方法是发生死锁后及时诊断并解除死锁。 2. 死锁的诊断与解除 检测死锁 超时法：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，优点是实现简单，缺点是可能误判。 等待图法： 维护图G=(T，U)