数据库-实现篇 第十八讲 未完结

为什么要进行并发控制

1. 为什么要进行并发控制——数据库可能存在不一致
2. 三种典型的不一致现象
   （1）丢失修改
   （2）不能重复读
   （3）脏读
   

4. 并发控制及相应的事务处理技术是DBMS的核心技术
   

什么是事务

1. 事务：数据库管理系统提供的控制数据操作的一种手段，保证数据库的正确性、一致性

2. 事务的宏观性：一个存取或改变数据库内容的程序的一次执行，或着说一条或多条SQL语句被看成一个事务
   事务一般由程序员提出，因此有开始和结束，结束需要提交或撤销

3. 一个事务可以处理一个或一条记录
   
   一段程序语句可能会循环执行，执行中SQL语句引出事务，到commit/RollBack结束事务，每次重复都将产生一个事务。

4. 事务的微观性：对于数据库的一系列基本操作的一个整体性执行

5. 事务的并发执行
   并发、交错的事务引发不一致性

6. 事务的特性：ACID
   A：原子性，保证事务的一组更新操作原子不可分
   C：一致性，保证事务的操作状态是正确的
   I：隔离性，并发执行的多个事务之间不受影响
   D：持久性，已提交事务不丢失，被撤销事务可恢复

7. DBMS对事务的控制
   

事务调度与可串行性

1. 事务调度：一组事物的基本步（读、写、其他控制）的一种执行顺序称为对这组事务的一个调度。
2. 并发调度：多个事务从宏观上看是并发执行的
3. 并发调度的正确性
4. 可串行性：衡量并发调度正确性
   
5. 冲突：调度中一对连续的动作，满足如果顺序交换，那么涉及的事务中至少有一个事务的行为会改变
6. 集中冲突情况：
   （1）同一事务中任何两个操作都是冲突的
   （2）不同事务对同一元素的写操作是冲突的
   （3）不同事务对同一元素的一读，一写操作是冲突的
7. 冲突可串行性
   一个调度，如果交换两个无冲突的操作能够转换到某一个串行的调度，则称此调度为冲突可串行化的调度。
8. 冲突可串行性是比可串行性严格的概念
   满足冲突可串行性一定满足可串行性，反之不成立

冲突可串行性判别算法

1. 并发调度的正确性
2. 冲突可串行性判别算法
   （1）构造一个前驱图（有向图），如果这个有向图没有环，冲突是可串行化的

什么是锁

1. 锁是控制并发的一种手段
   （1）每一数据元素都有唯一的锁
   （2）每一事务读写数据元素前，要获得锁
   （3）如果被其他事务持有该元素的锁，则需要等待
   （4）事务处理完成后要释放锁

Li（A）：事务Ti对数据元素A加锁
Ui（A）：事务Ti对数据元素A解锁

2. 锁表
   
   必须解锁后才能枷锁

封锁协议需要考虑什么

1. 锁的类型：
   （1）排他型锁X：只有一个事务能读、写
   （2）共享型锁S：所有事务都可以读，但任何事务都不能写
   （3）更新锁U：初始读，后可升级为写
   （4）增量锁I：增量更新（A=A+X）
2. 封锁协议之相容性矩阵：
   （1）读写锁协议：
   
   （2）更新锁协议
   
3. 加锁/解锁时机
   

3级协议：降低了并发度

4. SQL之隔离性级别
   
   所有的都不允许有丢失修改

5. 幻读：
   

6. 封锁粒度
   

两段封锁协议

1. 两端封锁协议：读写数据之前要获得锁，每个事务中所有的封锁请求先于任何一个解锁请求。