### 主要内容 - 并发控制概述 - 封锁 - 封锁协议 - 活锁和死锁 - 并发调度的可串行性 - 两段锁协议 - 封锁的粒度

### 并发执行方式 - 串行执行: 每时刻只有一个事务运行, 资源利用率低 - 交叉并发: 单处理机系统, 并行事务轮流交叉运行 - 同时并发: 多处理机系统, 真正的并行运行

### 并发控制概述 - 并发操作可能破坏事务的 ACID 特性 - 主要是隔离性和一致性 - 示例: 飞机订票系统 - 两个事务同时读入同一余额 - 各自卖出一张票并写回 - 结果: 卖出两张票, 余额仅减少 1

### 数据不一致性 - 丢失修改: 两个事务同时修改, 后一个覆盖了前一个 - 不可重复读: 事务读取两次, 中间被其他事务修改, 结果不同 - 幻影现象: 按条件读取时, 记录数量发生变化 (插入或删除) - 读“脏”数据: 读取了未提交的数据, 该数据随后被回滚

### 封锁 - 事务在操作数据前, 向系统申请加锁 - **排他锁** (X 锁):又称写锁 - 只允许本事务读取和修改 - 其他事务不能加任何锁 - **共享锁** (S 锁):又称读锁 - 允许本事务读取但不能修改 - 其他事务只能加 S 锁, 不能加 X 锁

### 封锁相容矩阵 - X 锁与任何锁都不相容 (包括 X 锁和 S 锁) - S 锁与 X 锁不相容 - S 锁与 S 锁相容 - 意味着允许多个事务同时读取同一数据

### 一级封锁协议 - 修改数据前必须加 X 锁 - 事务结束才释放 - 效果: 防止丢失修改 - 不足: 不能保证可重复读, 不能防止读“脏”数据

### 二级封锁协议 - 在一级协议基础上增加 - 读取数据前必须加 S 锁 - 读完后即可释放 S 锁 - 效果: 防止丢失修改, 防止读“脏”数据 - 不足: 不能保证可重复读

### 三级封锁协议 - 在一级协议基础上增加 - 读取数据前必须加 S 锁 - 事务结束才释放 S 锁 - 效果: 防止丢失修改, 防止读“脏”数据, 防止不可重复读

### [活锁](../games/dist/livelock.html) - 事务请求封锁, 但系统不断批准后续到达的请求 - 该事务永远处于等待状态 - 解决: 采用先来先服务策略

### [死锁](../games/dist/deadlock.html) - 两个或多个事务互相等待对方持有的锁 - 永远不能结束 - 预防: 一次封锁法, 顺序封锁法 - 诊断: 超时法, 等待图法 (存在回路即死锁) - 解除: 选择代价最小的事务撤销

### 并发调度的可串行性 - 多个事务的并发执行是正确的, 当且仅当其结果与按某一次序串行执行的结果相同 - 可串行性是并发事务正确调度的准则 - 冲突操作: 读-写, 写-写 - 冲突可串行化: 通过交换不冲突操作次序得到串行调度

### 两段锁协议 (2PL) - 所有事务必须分两个阶段对数据项加锁和解锁 - 扩展阶段: 申请并获得封锁, 不能释放任何锁 - 收缩阶段: 释放封锁, 不能再申请任何锁 - 若所有事务遵守 2PL, 则调度一定是可串行化的 - 遵守 2PL 的事务仍可能发生死锁

### 封锁的粒度 - 封锁对象的大小 - 逻辑单元: 属性, 元组, 关系, 数据库 - 物理单元: 页, 块 - 粒度大: 并发度低, 开销小 - 粒度小: 并发度高, 开销大 - 多粒度封锁: 同时支持多种封锁粒度

### 意向锁 - 为了高效检查多粒度树中的冲突 - 含义: 如果对一个结点加意向锁, 说明该结点的下层结点正在被加锁 - IS 锁: 后裔结点拟加 S 锁 - IX 锁: 后裔结点拟加 X 锁 - SIX 锁: 对它加 S 锁, 再加 IX 锁 - 加锁顺序: 自上而下 (先加上层意向锁) - 解锁顺序: 自下而上

### 12. 并发控制 - 举例说明并发操作可能导致的三类数据不一致性. - 阐述排他锁和共享锁的区别. - 比较一级、二级和三级封锁协议在操作方式和一致性保证上的主要区别. - 什么是数据库中的死锁? - 为什么说可串行化调度是并发事务正确调度的准则? - 为什么遵守 2PL 协议能保证调度是可串行化的? ---- [ 11.1 数据库恢复技术](dbpa-11-1.html#/overview) [| 练习 |](dbpa-exec.html) [ 14.1 数据库发展概述](dbpa-14-1.html#/overview)