第9章 事務調(diào)度與并發(fā)控制

　　9.1事務與事務調(diào)度

　　9.1.1 事務的概念

　　1、 事務是構成數(shù)據(jù)庫應用中一個獨立邏輯工作單元的操作的集合，也是訪問并可能更新數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)項的一個程序執(zhí)行單元。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過執(zhí)行各種事務實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的操作，管理和執(zhí)行事務是DBMS的基本功能。

　　9.1.2 事務的特性(ACID特性)

　　1、原子性(Atomicity)

　　一個事務對數(shù)據(jù)庫的所有操作是一個不可分割的工作單元，這些操作要么全部執(zhí)行，要么一個也不執(zhí)行。

　　2、 一致性(Consistency)

　　當一個事務獨立執(zhí)行時，其執(zhí)行結果應維護數(shù)據(jù)庫的一致性，即數(shù)據(jù)庫不會因事務執(zhí)行而受到破壞。數(shù)據(jù)庫滿足全部完整性約束，處于正確的狀態(tài);

　　3、 隔離性(Isolation)

　　當多個事務并發(fā)執(zhí)行時，系統(tǒng)應保證一個事務的執(zhí)行結果不受其他事務的干擾，事務并發(fā)執(zhí)行結果與這些事務串行執(zhí)行時的結果是一樣的;

　　4、 持久性(Durability)

　　一個事務一旦成功完成全部操作，則它對數(shù)據(jù)庫的所有更新就永久地反映在數(shù)據(jù)庫中，即使以后數(shù)據(jù)庫發(fā)生了故障;

　　9.1.3 事務調(diào)度

　　1、 一個事務中各操作的執(zhí)行順序和執(zhí)行時機一方面取決于事務自身內(nèi)部邏輯，另一方面也受DBMS中事務調(diào)度機制的控制。當多個事務并發(fā)執(zhí)行時，DBMS必須采用合適的并發(fā)調(diào)度機制合理安排各個事務執(zhí)行順序，以保證事務的ACID特性。

　　2、 調(diào)度分為串行調(diào)度和并發(fā)調(diào)度，串行調(diào)度的特點是一個事務的所有操作都執(zhí)行完后才開始執(zhí)行另一事務，不存在事務操作的交叉執(zhí)行;不同事務操作的交叉執(zhí)行稱為并發(fā)調(diào)度，DBMS交叉執(zhí)行來自多個事務的各個操作，以提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的性能。

　　9.1.4 可串行化調(diào)度

　　1、 事務的串行調(diào)度能夠產(chǎn)生正確的結果，但執(zhí)行效率低，如果并發(fā)調(diào)度S等價于某一定義在TS上的串行調(diào)度，那么S稱為可串行化調(diào)度;

　　2、 給定兩個定義在事務集TS上的的調(diào)度S和S’，如果可以通過交換S中一系列非沖突操作的執(zhí)行順序?qū)�S轉(zhuǎn)換為S’，則稱S與S’是沖突等價。

　　3、 如果定義在事務TS上的并發(fā)調(diào)度S沖突等價于事務集TS上的某個串行調(diào)度S’，則稱S是沖突可串行的。

　　4、 在引入沖突可串行概念后，判斷一個并發(fā)調(diào)度是否正確可以歸結為判斷該調(diào)度是否沖突可串行的。

　　9.2 基于鎖的并發(fā)控制技術

　　9.2.1 鎖的概念

　　1、 對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中每個可能被多個事務并發(fā)訪問的數(shù)據(jù)項設置鎖，鎖代表了對該數(shù)據(jù)項的訪問權限。即事務T在訪問數(shù)據(jù)項Q前須向DBMS申請獲得設置在Q上的鎖，如成功，則T獲得對Q的訪問權，T對Q操作完成后，釋放所占用的鎖，允許其他事務獲得該鎖并訪問Q，在T釋放設置在Q上的鎖前，其他事務不能訪問Q。

　　2、 鎖的類型有兩種：

　　(1) 互斥鎖(X鎖)：若T獲得Q上的X鎖，則T可以對Q讀寫，其他事務不能再對Q進行任何操作，直到T釋放Q上的鎖;

　　(2) 共享鎖(S鎖)：若T獲得Q上的S鎖，則T可以對Q進行讀取操作，但不可以修改，同時，允許其他事務再申請獲得Q上的S鎖，與T并行讀取Q，但在T釋放Q上的S鎖前，其他事務不能對Q做任何修改;

　　9.2.2 加鎖協(xié)議

　　1、 保證數(shù)據(jù)一致性的三級加鎖協(xié)議：

　　(1) 1級加鎖協(xié)議要求事務T在修改數(shù)據(jù)項Q之前必須先對Q加X鎖，直到事務結束才釋放，事務結束包括正常結束和非正常結束，但事務如果只對Q讀而不寫，則不需對Q加鎖;

　　(2) 2級加鎖協(xié)議是在1級加鎖協(xié)議基礎上，要求T在讀取Q前必須先對其加S鎖，讀完后立即釋放S鎖;

　　(3) 3級加鎖協(xié)議是在1級加鎖協(xié)議基礎上，要求在讀取Q前必須先對其加S鎖，但需等到事務結束后才釋放S鎖。