并发控制
CouriourC Lv4
  2024-03-29 09:25:51 2024-03-29 09:25    

基本名词

  • 多用户数据库系统
    • 允许多个用户同时使用的数据库
  • 多事务执行方式
    • 事务串行执行（某一时刻只能有一个事务运行）
      • 不能充分利用系统资源，发挥数据库共享资源的特点
    • 交叉并发方式
      • 在单处理机中，事务的并行执行是这些并行事务的并行操作轮流进行
      • 在单处理中的并行事务并没有真正地并行运行，但能够减少处理机地空闲时间
    • 同时并发方式
      • 在多处理机中，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。
      • 最理想地并发方式

事务并发带来的问题

[!TIP] 并发控制的重要性💡
数据库系统必须提供并发控制机制。
并发控制是衡量一个数据库管理系统的重要标志之一。

并发操作带来的数据不一致性

  1. 丢失修改
  2. 不可重复读 (Non-Reading)（幻读）
  3. 读"脏"数据（Dirty Read）

丢失修改

T1、T2 同时读入一个数据并进行修改，T2 的提交结果破坏了 T1 的提交结果。

sequenceDiagram  
    participant T1  
    participant T2  
    
    loop T1事务  
        Database->>Database: 处理T1事务
        T1->>Database: Reading Data  
        T1->>Database: Writing Data
    end 
    
    loop T2事务  
        Database->>Database: 处理当T2事务
        T2->>Database: 同时参与处理~  
        T1->>Database: 也写数据
    end

不可重复读（前后多次读取，数据内容不一致）

T1 事务在某一个时刻进行读，T2 紧接着开始写，然后 T1 还没有结束，又去读数据，读到数据为 T2 修改之后的，出现前后读取数据不一致。

幻读 repeatable read（前后多次读取，数据总量不一致）

T1 事务在某一个时刻进行读数据库的内容，T2 紧接着开始添加数据或者删除数据，然后 T1 还没有结束，又去读数据库，发现数据库的总内容，增加或者减少了。

[!TIP] 幻读 和 不可重复读的区别💡

  1. 幻读强调的是表级
  2. 不可重复读强调的是行级锁

脏读 dirty read（读到未提交的数据）

T1 事务在某一个时刻进行写（X）操作，T2 紧接着开始读，然后 T1 崩了或者特殊原因，导致回滚，这条数据压根没进入数据库，于是 T1 读到了数据库之外的东西。

[!TIP] 丢失修改、 脏读 和 不可重复读（或幻读）的区别💡

  1. 丢失修改强调的是写入的问题，每一个事务都是成功的，也就是同时写的问题。
  2. 脏读强调的是事务回滚失败，一条没有成功的事务，也就是先写后读带来的问题。
  3. 不可重复读强调的是读的问题，都是成功写入的数据，也就是先读后写带来的问题。
  4. 本质上，我们碰到情况通过 X(写) S(读) 进行组合，同时读不会出现问题，这也是后面的读锁（共享锁）。

并发控制的主要技术

封锁（Locking）

基本规则：加锁后事务 T 就对该数据对象有了一定的控制，在事务 T 释放它的锁之前，其他的事务不能更新此数据对象。

[!INFO] 锁机制
封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术

基本封锁类型：

  • 排他锁（Exclusive Lock）简称为 X 锁
    • 事务对数据对象 A 加上锁，则只允许 T 读取和修改 A ，其他任何事务都不能再对 A 加任何锁，直到 T 释放。
    • 用于保证其他事务 T 释放 A 上的锁之前不能再读取和修改 A
  • 共享锁 （Share Lock）简称为 S 锁

时间戳（Timestamp）

乐观控制法

多版本控制法（MVVC)

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