分布式数据库中的并发控制PPT学习教案.pptx

分布式数据库中的并发控制是数据库系统中的重要组成部分，特别是在大规模数据处理和云计算环境下，确保数据的一致性和完整性至关重要。本教程主要涵盖了并发控制的基本概念、机制和技术，特别关注了分布式环境下的挑战。 **并发控制**是确保在多用户同时访问数据库时，各个事务的执行结果如同它们依次执行一样，即保持事务的**可串行化**。**可串行化调度**是指尽管事务实际是并发执行的，但其效果等同于按照某种顺序逐个执行，这样可以避免数据的不一致。 在分布式数据库中，**封锁技术**是常用的并发控制方法之一。**2PL协议（两阶段锁定协议）**规定事务必须先获取所有需要的锁，然后才能执行修改操作，最后在提交之前释放所有锁。然而，2PL可能会导致**死锁**，即多个事务互相等待对方释放资源而无法继续执行。为了解决这一问题，有几种策略，如**等待-死亡（Wait-Die）**和**受伤-等待（Wound-Wait）**模式，通过根据事务的年龄或开始时间来决定是否等待或终止事务。 **等待-死亡**模式下，较年轻的事务在遇到被较年老事务持有的锁时会被终止并重试，以减少死锁的发生。而在**受伤-等待**模式中，较年轻的事务会等待，而较年老的事务会被终止。这两种策略都旨在打破可能导致死锁的循环等待条件。 除了封锁，还有其他并发控制技术，例如**基于时标的并发控制**。这种方法为每个事务分配一个时间戳，事务按照时间戳顺序执行，可以有效避免死锁。此外，**多版本并发控制**允许事务访问数据的不同版本，这样即使一个事务正在修改数据，其他事务也可以读取旧版本的数据，从而提高并发性。而**乐观并发控制**假设冲突是罕见的，事务在提交前才检查是否有冲突，如果有则回滚并重试。 在分布式数据库中，死锁处理是复杂且关键的。**全局死锁**是涉及多个数据库站点的死锁，通常通过**等待图**来分析和识别。等待图是一个有向图，节点代表事务，边表示事务间的等待关系。如果存在回路，就表明存在死锁。为了防止和解决死锁，可以采取预防策略，例如资源排序申请、事务排序执行，或者死锁检测与恢复机制。 总结来说，分布式数据库中的并发控制涉及到一系列的技术和策略，包括封锁、时标、多版本控制和死锁管理。这些技术旨在保证数据一致性，防止并发执行带来的问题，同时最大化系统性能。理解并掌握这些知识对于设计和优化分布式数据库系统至关重要。