数据库系统概论—并发控制.ppt

文档介绍：数据库系统概论—并发控制
汇报人：
2. 一致性
事务执行的结果必须是使数据库从一个
一致性状态变到另一个一致性状态
一致性状态：
数据库中只包含成功事务提交的结果
不一致状态：
数据库中包含失败事务的结果
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数据库系其它任何事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的X锁。
共享锁：又称读锁，若事务T对数据对象A加上S锁，则事务T可以读A但不能修改A，其它事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的S锁。
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封锁（Locking）(2)
X锁和S锁的控制方式可有相容矩阵表示。
最左边表示T1已经获得的锁的类型，最上面表示T2的封锁请求, -表示没有加锁。
Y表示相容，请求可以满足；N表示冲突，请求被拒绝。
T1 T2
X
S
-
X
N
N
Y
S
N
Y
Y
-
Y
Y
Y
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一级封锁协议
加锁必须遵守一定的规则，称为封锁协议。
一级封锁协议：事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放。事务结束包括正常结束（COMMIT）和非正常结束（ROLLBACK）。
一级封锁协议中，如果是读数据不修改，是不需要加锁的，可防止丢失修改。
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二级封锁协议
二级封锁协议：在一级封锁协议基础上，加上事务T在读数据R之前必须先对其加上S锁，读完后即可释放S锁。
在二级封锁协议中，由于读完数据后即可释放S锁，所以它不能保证可重复读。
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三级封锁协议
三级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，直到事务结束才释放。
三级封锁协议除了防止了丢失修改和不读“脏”数据外，还进一步防止了不可重复读。
上述三级协议的主要区别在于：什么操作需要申请封锁，以及何时释放锁。
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不同级别的封锁协议
X锁
S锁
一致性保证
操作结束释放
事务结束释放
操作结束释放
事务结束释放
不丢失修改
不读脏数据
可重复读
一级封锁协议
√
√
二级封锁协议
√
√
√
√
三级封锁协议
√
√
√
√
√
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活锁
若某数据对象加了S锁，这时若有其它事务申请对它的X锁，则需等待。但此时若有其它事务申请对它的S锁，按相容矩阵，应可获准。如果不断有事务申请对此数据对象的S锁，以致它始终被S锁占有，而X锁的申请迟迟不能获准。这种现象叫活锁。
避免活锁的简单方法是采用“先来先服务”的策略。
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死锁
一个事务如果申请锁而未获准，则需等待其它事务释放锁。如果事务中出现循环等待时，如果不加干预，则会一直等待下去，这叫死锁。
对付死锁的方法：
检测死锁，发现死锁后处理死锁
防止死锁
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死锁的诊断（1）
超时法：如果一个事务的等待时间超过了某个时限，就认为发生死锁。
特点：
优点：简单
缺点：一是事务因其它原因（如系统负荷太重、通信受阻等）而使事务等待时间超过时限，可能被误判死锁。二是时限的设置。
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死锁的诊断（2）
等待图法：等待图是一个有向图G=(T,U)。
T为结点的集合，每个结点表示正在运行的事务
U为边的集合，每条边表示事务等待的情况
当且仅当等待图中出现回路时，死锁发生。
当运行的事务比较多时，维护等待图和检测回路的开销较大，影响系统的性能。
方法是周期性的进行死锁检测。死锁检测周期的确定用实验方法确定最佳值。
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死锁的解除（1）
出现死锁后，必须由DBMS干预。处理如下：
在循环等待的事务中，选一个事务作为“牺牲者”，给其它事务让路
撤销牺牲的事务，释放其获得的锁及其它资源
将释放的锁让给等待它的事务
被牺牲的事务可以有两种处理：
发消息给有关用户，由用户向系统再交付该事务
由DBMS重新启动该事务
注：被牺牲的事务应等待一段时间才能交付系统，否则可能再发生死锁。
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死锁的解除（2）
选择哪个事务作为牺牲者，由下列几种选法：
选择最迟交付的事务作为牺牲者
选择获得锁最少的事务作为牺牲者
选择撤销代价最小的事务作为牺牲者
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死锁的预防—一次封锁法
一次封锁法：要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁。
缺点：
有些数据对象过早的加锁，降低了并发度
如果有些事务需要访问的“热点”数据比较多，其它事务总是不断的占有其中某些数据，不能一次获得所需要数据的全部，就会一直等待下去，易发生活锁。
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死锁