【数据库】第11章并发控制

ゞ浴缸里的玫瑰 2024-03-26 14:29 102阅读 0赞

## 第11章 并发控制 ##

![在这里插入图片描述][a4ac2d0342e9430bbd8fa061360b607c.png]

#### 事务 ####

**事务：**(从微观角度，或者从DBMS角度)是数据库管理系统提供的控制数 据操作的一种手段，通过这一手段，应用程序员将一系列的数据库操作组合 在一起作为一个整体进行操作和控制，以便数据库管理系统能够提供一致性 状态转换的保证。

事务一般是由应用程序员提出，因此有开始和结束, 结束前需要提交或撤消。

Begin  Transaction
    exec sql …
    …
    exec sql …
    exec sql commit work |  exec sql rollback work
    End Transaction

> 在嵌入式SQL程序中，任何一条数据库操纵语句(如exec sql select等)都会引发一个新事务的开 始，只要该程序当前没有正在处理的事务。而事务的结束是需要应用程序员通过commit或 rollback确认的。因此Begin Transaction 和End Transaction两行语句是不需要的。

*  事务的宏观性(应用程序员看到的事务): 一个存取或改变数据库内容的程 序的一次执行，或者说一条或多条SQL语句的一次执行被看作一个事务
 *  事务的微观性(DBMS看到的事务): 对数据库的一系列基本操作(读、写) 的一个整体性执行。

**事务的并发执行**：多个事务从宏观上看是并行执行的，但其微观上的 基本操作(读、写)则可以是交叉执行的。

##### 事务的特性 ACID #####

*  原子性Atomicity : DBMS能够保证事务的一组更新操作是原子不可分的，即 对DB而言，要么全做，要么全不做
 *  一致性Consistency: DBMS保证事务的操作状态是正确的（符合一个串性的调度），符合一致性的操 作规则，它是进一步由**隔离性**来保证的
 *  隔离性Isolation: DBMS保证并发执行的多个事务之间互相不受影响。例如两 个事务T1和T2, 即使并发执行，也相当于或者先执行了T1,再执行T2;或者先执行 了T2, 再执行T1。
 *  持久性Durability: DBMS保证已提交事务的影响是持久的（影响磁盘），被撤销事务的影 响是可恢复的（不影响磁盘）。

#### 事务的并发可能导致 ####

![在这里插入图片描述][0a7556530bbc432081cfb837dfab3d43.png]

*  丢失修改
    
    > 由于并发交替执行的操作，可能导致某一事物的修改被覆盖
 *  不能重复读：
    
    是指在一个事务内，多次读同一数据。在这个事务还没有结束时，另外一个事务也访问该同一数据。那么，在第一个事务中的两次读数据之间，由于第二个事务的修改，那么第一个事务两次读到的的数据可能是不一样的。这样就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的，因此称为是不可重复读。
    
    > 在一个事务过程中，由于另一个事务**修改**数据，造成该事务前后读取数据不一致
 *  幻读:
    
    幻读指的是事务不是串行 发生时的一种现象，是事务 A读取了事务B已提交的新 增数据。例如第一个事务对 一个表的所有数据进行修 改，同时第二个事务向表中 插入一条新数据。那么操作 第一个事务的用户就发现表 中还有没有修改的数据行， 就像发生了幻觉一样。解决 幻读的方法是增加范围锁 （range lock）或者表锁。
    
    > 在一个事务过程中，由于另一个事务**插入或删除**记录，造成该事务前后读取总的记录数不一致
 *  脏读：
    
    脏读就是指当一个事务正在访问数据，并且对数据进行了修改，而这种修改还没有提交到数据库中，这时，另外一个事务也访问这个数据，然后使用了这个数据。
    
    > 一个事务读取了另一个事务尚未提交的数据

[数据库事务隔离级别（脏读、幻读、不可重复读）\_qq\_41776884的博客-CSDN博客\_幻读脏读不可重复读][qq_41776884_-CSDN]

##### DBMS对事物的控制 #####

![在这里插入图片描述][7be727c472e9429491d34802d342be18.png]

##### 事务的调度 #####

**事务调度**(schedule)：一组事务的基本步(读、写、其他控 制操作如加锁、解锁等)的一种执行顺序称为对这组事务的一个调度。

**并发(或并行)调度**：多个事务从宏观上看是并行执行的，但其微观上的基本 操作(读、写)则是交叉执行的。

> [面试必考的：并发和并行有什么区别？ - 云+社区 - 腾讯云 (tencent.com)][- _ - _ _tencent.com]
> 
> 并发相互抢占资源，并行不相互抢占资源

![在这里插入图片描述][94ac988e8a2b4acf86fb75acf5ac74cb.png]

**并发调度的正确性**

当且仅当在这个并发调度下所得到的新数据库结果与 分别串行地运行这些事务所得的新数据库完全一致，则说调度是正确的。

**可串行性**：

如果不管数据库初始状态如何，一个调度对数据 库状态的影响都和某个串行调度相同，则我们说这个调度是可串行化的 (Serializable)或具有可串行性(Serializability）

> 并行调度的正确性是指内容上结果正确性，而可串行性是指形式上结果正 确性;
> 
> 可串行性更严格  
> 不可串性化的调度可能产生正确的结果

**表达事务的一种模型**  
![在这里插入图片描述][b7d5099cef384e24af4607df2adce72f.png]

###### 冲突可串行性 ######

![在这里插入图片描述][48e4a9566fc749519edeac6194968a77.png]

**冲突可串行性**： 一个调度，如果通过交换相邻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。

![在这里插入图片描述][953a5bcd42824a93a78240fd6451bd0f.png]

> 冲突可串行性 是比 可串行性 要严格的概念
> 
> 满足冲突可串行性，一定满足可串行性；反之不然。

![在这里插入图片描述][c8f4391934c247feb84e978a2586eb24.png]  
![在这里插入图片描述][3e015e105ff54fa28637bb0511c61878.png]  
![在这里插入图片描述][f5284ce9eb264971a26d6195a6919f46.png]

### 锁 ###

![在这里插入图片描述][1303b9c253c84b40bce00207a2934256.png]

##### 封锁协议之锁的类型 #####

*  **排他锁**X (exclusivelocks)
    
    只有一个事务能读、写，其他任何事务都不能读、写
 *  **共享锁**S (sharedlocks)
    
    所有事务都可以读，但任何事务都不能写
 *  **更新锁**U (Updatelocks)
    
    初始读，以后可升级为写
 *  **增量锁**I (Incrementallock)
    
    增量更新(例如A=A+x) 区分增量更新和其他类型的更新

![在这里插入图片描述][854f6bc53ea143f9ad7fb6af51a176c6.png]  
![在这里插入图片描述][d9b9908474234c3c9b791d4d4c64915b.png]

##### 隔离 #####

![在这里插入图片描述][13ec4b6e6ad94173a8d89cd208af18f6.png]  
![在这里插入图片描述][e4fc85a001594e739623ae14153eed0a.png]

> MySQL默认的隔离级别是可重复读  
> ![在这里插入图片描述][0075ad1ffdc84f8aa062adfcde08240e.png]

##### 封锁粒度 #####

![在这里插入图片描述][4603b0a5267e4f4a81b8c7c24db88b81.png]

##### 两段锁协议 #####

![在这里插入图片描述][841f4854f6104a86bdbb197fcb1fbb6a.png]  
![在这里插入图片描述][12f248feb3134c2bbf955062255fdc40.png]

**两段封锁协议是可以保证冲突可串行性的！**

###### 死锁 ######

![在这里插入图片描述][e42d13b46dff448db3b51606a130cb22.png]

### 基于时间戳的并发控制方法 ###

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