并发操作会带来哪些数据不一致性

Posted 2023-05-12

参考技术A 并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读“脏”数据。
避免不一致性的方法和技术就是并发控制，最常用的技术是封锁技术；也可以用其他技术，例如在分布式数据库系统中可以采用时间戳方法来进行并发控制。
丢失修改：两个事务T1和T2读入同一数据并修改，T2提交的结果破坏了(覆盖了)T1提交的结果，导致T1的修改被丢失。

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。
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，则T2读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据。

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数据库 chapter 11 并发控制

第十一章 并发控制

 

介绍并发操作可能造成数据不一致的问题，讲解并发控制的基本概念和最常用的封锁技术。

在多处理机系统中，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，这种并行执行方式称为同时并发方式。

 

并发控制：为了保证事务的隔离性和一致性。

并发操作带来的数据不一致性主要包括丢失修改、不可重复读和读“脏”数据等。

丢失修改：两个事物T1和T2读入同一数据并修改，T2提交的结果破坏了T1提交的结果，导致T1的修改被丢失。例如：

不可重复读

不可重复读是指事物T1读取数据后，T2执行更新操作，使T 1无法再现前一次读取结果。

读“脏”数据

并发控制的主要技术有封锁（Locking）、时间戳（Timestamp）和乐观控制法，商用的DBMS一般都采用封锁方法。

封锁:在事务T对某个数据对象，例如表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁，在事务T释放它的锁之前，其他事务不能更新此数据对象。

基本的锁有两种，排它锁（Exclusive Locks,简称X锁）和共享锁（Share Locks,简称S锁）。

和操作系统一样，封锁的方法可能引起活锁和死锁等问题。

 

活锁：

如果事务T1封锁了数据R，事务T2又请求封锁R，于是T2等待。T3也请求封锁R，当T1释放了R上的封锁后系统首先批准了T3的请求，T2仍等待。然后T4又请求封锁R，T3释放了R上的封锁之后系统又批准了T4的请求，T2可能永远等待，这就是活锁。

避免活锁的简单方法是采用先来先服务的策略，当多个事务请求封锁同一数据对象时，封锁子系统按请求封锁的先后次序对事务排队，数据对象上的锁一旦释放就批准申请队列中的第一个事务得锁。

死锁的预防：

一次封锁法：一次封锁发要求每个事务必须一次性将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能继续执行。

顺序封锁法：预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事务都按照这个顺序实行封锁。

 

死锁的诊断与解除

超时法：如果一个事务的等待时间超过了规定时限，就认为发生了死锁。

等待图法：

并发调度的可串行性

冲突可串行化调度

两段锁协议

目前DBMS普遍采用两段锁（Two-Phase Locking,简称2PL）协议的方法实现并发调度的可穿行性，从而保证调度的正确性。

就是封锁时间不可以解锁，解锁时间不可以封锁。

封锁的粒度

封锁对象的大小称为封锁粒度。封锁的对象可以是逻辑单元，也可以是物理单元。

多粒度封锁