数据库系统概念笔记——第十五章：并发控制

Posted 2021-06-30 叶卡捷琳堡

文章目录

• • 第十五章：并发控制
  • • 15.1 基于锁的协议
    • • 15.1.1 锁
      • 15.1.3 两阶段封锁协议
    • 15.4 基于时间戳的协定
    • • 15.4.1 时间戳
      • 15.4.2 时间戳排序协议

第十五章：并发控制

为保证事务的隔离性，必须对并发事务之间的相互作用加以控制，这种控制是通过一系列机制中的一个被称为并发控制的机制实现的

15.1 基于锁的协议

15.1.1 锁

考虑两种锁

1. 共享锁：如果事务T获得了数据项Q上的共享锁，则T可以读但不可以写Q
2. 排他锁：事务T获得了Q上的排他锁，则T即可读又可写

要求每个事务都要根据自己将对数据项Q进行的操作类型申请适当的锁。该事务在请求发送给并发控制管理器。事务只有在并发控制管理器授予所需锁后才能继续其操作

锁的相容矩阵

相容函数：令A与B代表任意类型的锁类型，假设事务Ti请求对数据项Q加A类型锁，而事务Tj当前在数据项Q上拥有B类型锁。尽管Q上存在B类型锁，如果事务Ti可以立即获得数据项Q上的锁，则我们就说A类型锁与B类型锁是相容的。当且仅当A类型与B类型是相容的，该矩阵的一个元素comp(A,B)具有true值。

一个事务通过lock-S(Q)指令来申请数据项Q上的共享锁，通过lock-X(Q)指令来申请排他锁，通过unlock(Q)指令释放数据项Q上的锁

要访问一个数据项，事务Ti必须给该数据加锁。如果该数据项已经被另一事务加上了不相容类型的锁，则在所有其它事务持有的不相容类型锁被释放之前，并发控制管理器不会授予锁。因此Ti只能等待，直到锁被释放

例子


死锁和饿死的概念，了解概念即可

15.1.3 两阶段封锁协议

保证可串行性的一个协议是两阶段封锁协议。该协议要求每个事务分两个阶段提出加锁和解锁申请。

1.增长阶段：事务可以获得锁，但不能释放锁
2.缩减阶段：事务可以释放锁，但不能获得新锁

最初，事务处于增长阶段，事务根据需要获得锁，但不能释放锁。一旦事务释放了锁，它就进入了缩减阶段，并且不能再发出加锁请求

例如T1和T2不满足两阶段封锁协议，T3和T4满足



可以证明两阶段封锁协议保证冲突可串行化。对于任何事务，在调度中该事务获得其最后加锁的为止（增长阶段结束点）称为事务的封锁点。

严格两阶段封锁协议：在封锁是两阶段的基础上，还要求事务持有的所有排他锁必须在事务提交后方可释放

强两阶段封锁协议：事务提交之前不得释放任何锁

15.4 基于时间戳的协定

15.4.1 时间戳

对于每一个事务Ti，把一个唯一的固定时间戳和它联系起来，此时间戳记为：TS(Ti)
该时间戳是事务Ti在开始执行前由数据库系统赋予的

每个数据项Q需要与两个时间戳相关联

• W-timestamp(Q)表示成功执行write(Q)的所有事务的最大时间戳。
• R-timestamp(Q)表示成功执行read(Q)的所有事务的最大时间戳。

每当有新的read或write执行时，这些时间戳就更新

15.4.2 时间戳排序协议

时间戳排序协议的基本思想

• 开始早的事务不能读开始晚的事务写的数据
• 开始早的事务不能写开始晚的事务已经读过或写过的数据

不满足时间戳协议