数据库 概论 SQL 第十一章 并发控制

这是厦大数据库系统的课件,对应第四版教材

第三篇 系统篇

第十一章 并发控制

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问题的产生 多用户数据库系统的存在允许多个用户同时使用的数据库系统 飞机定票数据库系统 银行数据库系统

特点：在同一时刻并发运行的事务数可达数百个

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问题的产生(续) 不同的多事务执行方式(1)事务串行执行– 每个时刻只有一个事务运行，其 他事务必须等到这个事务结束以 后方能运行T3 T2 T1

– 不能充分利用系统资源，发挥数据库共享资源的特点事务的串行执行方式

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问题的产生(续)(2)交叉并发方式(Interleaved Concurrency)

– 在单处理机系统中，事务的并行执行是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行 – 单处理机系统中的并行事务并没有真正地并行

运行，但能够减少处理机的空闲时间，提高系统的效率

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问题的产生(续)

事务的交叉并发执行方式An Introduction to Database Systems 5 / 93

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问题的产生(续)(3)同时并发方式(simultaneous concurrency)– 多处理机系统中，每个处理机可以运行一个 事务，多个处理机可以同时运行多个事务， 实现多个事务真正的并行运行

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问题的产生(续) 事务并发执行带来的问题– 会产生多个事务同时存取同一数据的情况– 可能会存取和存储不正确的数据，破坏事务

一致性和数据库的一致性

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Outline1. 并发控制概述2. 封锁

3. 活锁和死锁4. 并发调度的可串行性

5. 两段锁协议6. 封锁的粒度

7. 小结An Introduction to Database Systems 8 / 93

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本章重点 并发事务的封锁机制 两段锁协议与可串行化的关系 活锁和死锁的现象及采取的相应措施 多粒度封锁方法的封锁过程

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并发控制概述 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

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并发控制概述(续)并发控制概述(续)并发操作带来数据的不一致性实例[例1] 飞机订票系统中的一个活动序列① 甲售票点(甲事务)读出某航班的机票余额A,设A=16; ② 乙售票点(乙事务)读出同一航班的机票余额A,也为16; ③ 甲售票点卖出一张机票，修改余额A←A-1,所以A为15,把A写回数 据库； ④ 乙售票点也卖出一张机票，修改余额A←A-1,所以A为15,把A写回 数据库 结果明明卖出两张机票，数据库中机票余额只减少1

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并发控制概述(续) 这种情况称为数据库的

不一致性，是由并发操作引起的。 在并发操作情况下，对甲、乙两个事务的操作序列的调度是随机的。

若按上面的调度序列执行，甲事务的修改就被丢失。– 原因：第4步中乙事务修改A并写回后覆盖了甲事务的 修改

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并发控制概述(续) 并发操作带来的数据不一致性– 丢失修改(Lost Update)– 不可重复读(Non-repeatable Read)

– 读“脏”数据(Dirty Read)

记号– R(x):读数据x– W(x):写数据x

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1. 丢失修改 两个事务T1和T2读入同一数据并修改，T2的提交结果破坏了T1提交的结果，导致T1的修改被丢失。

上面飞机订票例子就属此类

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丢失修改(续)T1① R(A)=16

T2

②③ A←A-1 W(A)=15W ④ 丢失修改An Introduction to Database Systems

R(A)=16

A←A-1 W(A)=1515 / 93

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2. 不可重复读 不可重复读是指事务T1读取数据后，事务T2执行更新操作，使T1 无法再现前一次读取结果。

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不可重复读(续) 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

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不可重复读(续)例如：T1 ① R(A)=50 R(B)=100 求和=150 ② T2

T1读取B=100进行运算R(B)=100 B←B*2 (B)=200

T2读取同一数据B,对其进行修改后将B=200 写回数据库。

③ R(A)=50 R(B)=200 和=250 (验算不对) 不可重复读An Introduction to Database Systems

T1为了对读取值校对重读B,B已为200,与第 一次读取值不一致18 / 93

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不可重复读(续)(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)An Introduction to Database Systems 19 / 93

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3. 读“脏”数据读“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

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读“脏”数据(续)T1 例如 ① R(C)=100 C←C*2 W(C)=200 ② T2 T1将C值修改为200,

T2读到C为200

R(C)=200

T1由于某种原因撤销， 其修改作废，C恢复原 值100 这时T2读到的C为200, 与数据库内容不一

致， 就是“脏”数据

③ROLLBACK C恢复为100

读“脏”数据An Introduction to Database Systems 21 / 93

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r2we.html