第并发控制PPT学习教案.pptx

并发控制是数据库管理系统中确保多个事务在并发执行时保持数据一致性的重要机制。在并发环境中，事务的特性（ACID属性）必须得到维护，包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。当多个事务并发执行时，可能会出现以下三种问题： 1. **丢失修改**：一个事务对数据的更新被另一个事务的更新覆盖，如例1所示，两个售票点同时卖出机票，导致机票余额减少两次，但数据库只记录了一次。 2. **不可重复读**：事务在同一查询中多次读取同一数据，但结果不同，如例2所示，事务T1两次读取数据A和B的和，但由于并发的事务T2改变了B的值，导致验算结果不一致。 3. **读“脏”数据**：事务读取了未提交的修改，如果这些修改后来被回滚，事务读到的数据就是无效的，如例3所示，事务T2读取了事务T1因故障回滚后的已修改数据。 为了解决这些问题，数据库系统采用了**封锁**技术。封锁是通过在事务对数据进行操作前锁定数据，防止其他事务同时访问，以确保数据的完整性。封锁分为两种类型： 1. **排它锁（Exclusive Locks, X 锁）**：事务对数据加上X锁后，可以读写数据，但其他事务不能读写。这种锁用于防止丢失修改。 2. **共享锁（Shared Locks, S 锁）**：事务对数据加上S锁后，只能读取数据，但不能写入。其他事务可以继续读取该数据，但不能写入，防止不可重复读。 例如，在例1中，事务T1需要修改数据A，应加X锁，阻止事务T2的读写操作。而在例2中，由于T1仅读取数据，可以只加S锁，允许T2读取但不允许其写入。例3中，T1同样需要加X锁，以避免T2读取不正确的数据。 为了有效地管理这些锁，数据库系统通常使用两阶段锁定协议（2-Phase Locking Protocol），确保事务在提交之前获取所有需要的锁，并在完成后释放所有锁。此外，还有其他的并发控制方法，如乐观并发控制和多版本并发控制（MVCC），它们在不同的场景下各有优势。 总结来说，并发控制是保证数据库在并发环境下正确操作的关键，通过封锁和其他并发控制策略，能够有效地防止丢失修改、不可重复读和读“脏”数据等问题，从而维护数据库的完整性和一致性。在实际的数据库系统中，会根据性能和并发需求选择合适的并发控制策略。