根据提供的文件信息,以下是关于数据库并发控制相关知识点的详细介绍: 数据库并发控制是数据库管理系统(DBMS)中一项重要的功能,旨在合理地管理多个事务对共享数据的并行操作,以确保数据的完整性和一致性。并发控制在多用户数据库系统中尤为重要,因为它能够避免数据的不一致性问题,这些问题是由于多个事务同时对同一数据项进行读写操作而产生的。 我们需要了解几个基本概念: 1. 事务:是并发控制的基本单位,一个事务可能包含一系列操作,这些操作要么全部成功,要么全部失败。 2. 并发控制目标:要实现对并发操作的正确调度,保证事务的ACID属性(原子性、一致性、隔离性、持久性),确保数据库的一致性和事务的隔离性。 并发控制的主要技术包括封锁(Locking)、时间戳(Timestamp)、乐观控制法、多版本并发控制(MVCC)等。 封锁是并发控制的主要技术之一,它通过对数据加锁,实现数据的互斥访问。锁分为排它锁(Exclusive Locks,X锁)和共享锁(Share Locks)。排它锁是写锁,一旦事务获得了数据项上的X锁,就禁止其他事务对该数据项进行读写操作。共享锁是读锁,允许其他事务对同一数据项加读锁,但不允许加写锁。读锁与写锁是不相容的。 并发控制要解决的问题主要包括: - 丢失修改(Lost Update):当两个事务修改同一数据项时,后提交的事务会覆盖先提交事务的修改,导致先提交事务的修改丢失。 - 不可重复读(Non-repeatable read):一个事务对同一数据项的多次读取结果不一致,因为其他事务修改了数据项。 - 读脏数据(Dirty Read):一个事务读取了另一个事务未提交的修改结果,导致数据不一致。 - 幻影数据行(Phantom Rows):一个事务两次读取数据时,由于其他事务的插入操作,出现了额外的“幻影”数据行。 为了保证并发操作的正确性和数据库的一致性,数据库系统采用以下几种并发控制协议: - 两段锁协议:该协议要求事务在执行过程中,必须先申请获得所有需要的锁,并且在事务结束前不能释放任何锁,确保了事务中所有操作要么全部完成,要么全部不发生。 - 封锁的粒度:封锁可以应用在不同的级别上,比如表级、页级或者行级。粒度的选择影响系统性能和并发度,细粒度封锁提供更多并发机会,但增加管理开销;粗粒度封锁管理开销小,但限制并发度。 并发调度的可串行性是指将并发事务的执行结果转换成串行事务执行的结果,在数据库系统中,这是一个重要的属性,确保了事务执行的正确性和数据的一致性。 除了封锁技术,数据库系统还采用其他并发控制技术,例如: - 时间戳排序法:系统为每个事务分配一个唯一的时间戳,根据时间戳决定操作的顺序,保证并发事务的可串行化。 - 乐观并发控制法:该方法假设事务之间冲突很少,它允许事务先执行,最后再检查冲突,如果有冲突则回滚。 - 多版本并发控制(MVCC):为每个读操作提供数据的版本快照,允许多个事务同时读取数据,而不会互相阻塞,因为它们操作的是数据的不同版本。 并发控制部件在数据库管理系统中负责对并发事务进行调度,它和恢复控制部件共同工作,保证事务的ACID属性。事务管理器则负责协调这两部分,确保事务的正确执行和数据的一致性。 总结来说,数据库并发控制是确保数据一致性和事务隔离性的关键部分,通过采用不同的协议和技术,数据库系统能够在保证数据一致性的基础上,提供高效的并发事务处理能力。
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