并发控制

事务是并发控制的基本单位

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

并发操作带来的数据不一致性

1.丢失修改（Lost Update）

2.不可重复读（Non-repeatable Read）

3.读“脏”数据（Dirty Read）

记号

R(x):读数据x

W(x):写数据x

不可重复读包括三种情况：

（1）事务T1读取某一数据后，事务T2对其做了修改，当事务T1再次读该数据时，得到与前一次不同的值

（2）事务T1按一定条件从数据库中读取了某些数据记录后，事务T2删除了其中部分记录，当T1再次按相同条件读取数据时，发现某些记录神秘地消失了。

（3）事务T1按一定条件从数据库中读取某些数据记录后，事务T2插入了一些记录，当T1再次按相同条件读取数据时，发现多了一些记录。后两种不可重复读有时也称为幻影现象（Phantom Row）

读“脏”数据是指：

事务T1修改某一数据，并将其写回磁盘

事务T2读取同一数据后，T1由于某种原因被撤销

这时T1已修改过的数据恢复原值，T2读到的数据就与数据库中的数据不一致

T2读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据

数据不一致性：由于并发操作破坏了事务的隔离性

并发控制就是要用正确的方式调度并发操作，使一个用户事务的执行不受其他事务的干扰，从而避免造成数据的不一致性

对数据库的应用有时允许某些不一致性，例如有些统计工作涉及数据量很大，读到一些“脏”数据对统计精度没什么影响，可以降低对一致性的要求以减少系统开销

并发控制的主要技术

封锁(Locking)

时间戳(Timestamp)

乐观控制法

多版本并发控制(MVCC)

什么是封锁

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，先向系统发出请求，对其加锁

加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其它的事务不能更新此数据对象。

封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术

一个事务对某个数据对象加锁后究竟拥有什么样的控制由封锁的类型决定。

基本封锁类型

排它锁（Exclusive Locks，简记为X锁）

共享锁（Share Locks，简记为S锁）

什么是封锁协议

在运用X锁和S锁对数据对象加锁时，需要约定一些规则，这些规则为封锁协议（Locking Protocol）。

何时申请X锁或S锁

持锁时间

何时释放

对封锁方式规定不同的规则，就形成了各种不同的封锁协议，它们分别在不同的程度上为并发操作的正确调度提供一定的保证。

封锁技术可以有效地解决并行操作的一致性问题，但也带来一些新的问题

死锁

事务T1封锁了数据R1 T2封锁了数据R2 T1又请求封锁R2，因T2已封锁了R2，于是T1等待T2释放R2上的锁接着T2又申请封锁R1，因T1已封锁了R1，T2也只能等待T1释放R1上的锁这样T1在等待T2，而T2又在等待T1，T1和T2两个事务永远不能结束，形成死锁

预防死锁的方法（1）一次封锁法（2）顺序封锁法

死锁的诊断（1）超时法（2）等待图法

解除死锁选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤消释放此事务持有的所有的锁，使其它事务能继续运行下去

活锁

事务T1封锁了数据R 事务T2又请求封锁R，于是T2等待。 T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁之后系统首先批准了T3的请求，T2仍然等待。 T4又请求封锁R，当T3释放了R上的封锁之后系统又批准了T4的请求…… T2有可能永远等待，这就是活锁的情形

避免活锁：采用先来先服务的策略当多个事务请求封锁同一数据对象时按请求封锁的先后次序对这些事务排队该数据对象上的锁一旦释放，首先批准申请队列中第一个事务获得锁

并发事务调度的正确性

可串行性

并发操作的正确性则通常由两段锁协议来保证。

两段锁协议是可串行化调度的充分条件，但不是必要条件

冲突可串行性

其他并发控制机制

时间戳方法