数据库系统概论.ppt

数据库系统概论是数据库管理领域的核心概念，涵盖了数据库在并发环境下的操作和管理。并发控制是确保多个事务在同时执行时能保持数据一致性的重要机制。本篇内容主要讲解了并发控制的基本概念、并发控制的问题、封锁协议以及不同级别的封锁协议。 并发控制的主要目标是提高系统资源的利用率和短事务的响应时间，但在并发执行事务时，可能会引发数据不一致性问题。例如，丢失修改、读“脏”数据和不可重复读。这些问题都是由并发操作破坏了事务的隔离性导致的。 1. **丢失修改**：当两个事务T1和T2对同一数据进行修改，T2的修改可能覆盖T1的修改，导致T1的更改丢失。这是典型的“写—写冲突”。 2. **读“脏”数据**：事务T1修改数据并写回，然后T2读取该数据，但在T1提交之前，T1因为某种原因被回滚，这时T2读到的数据就是无效的“脏”数据。 3. **不可重复读**：事务T1在读取数据后，事务T2对其进行修改，使得T1再次读取时得到不同的结果，影响了事务的隔离性。 为了解决这些问题，引入了封锁（Locking）机制。封锁分为两种类型：排它锁（X锁）和共享锁（S锁）。X锁（写锁）禁止其他事务对该数据进行读或写操作，而S锁（读锁）允许其他事务读取但不允许修改数据。封锁的兼容性和冲突通过相容矩阵表示，用于决定事务间的封锁请求是否可以被满足。 封锁协议是解决并发控制问题的策略，分为一级、二级和三级封锁协议。一级封锁协议仅要求事务在修改数据前加X锁，防止丢失修改；二级封锁协议在一级的基础上，要求读取数据前加S锁，但可能导致不可重复读；三级封锁协议则要求读取数据前也加S锁，直至事务结束，这样能防止所有不一致性问题。 活锁和死锁是并发控制中的特殊问题。活锁是指事务因不断申请S锁而陷入等待状态，导致其他事务无法获取X锁的情况。通过“先来先服务”的策略可以避免活锁。而死锁则是事务之间形成等待环路，无法继续执行。检测和解除死锁的方法包括死锁预防、死锁避免和死锁检测与恢复。 数据库系统概论中并发控制的关键在于理解和应用合适的封锁协议，以确保在并发环境中数据的一致性和事务的隔离性，同时要注意防止可能出现的活锁和死锁问题。这些理论和技术对于设计和维护高效、安全的数据库系统至关重要。