9.2 基于鎖的并發(fā)控制技術

　　9.2.1 鎖的概念

　　1、 對數(shù)據庫系統(tǒng)中每個可能被多個事務并發(fā)訪問的數(shù)據項設置鎖，鎖代表了對該數(shù)據項的訪問權限。即事務T在訪問數(shù)據項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。

　　9.2.3 兩階段鎖協(xié)議

　　1、 兩階段鎖(2PL)基本原理如下：

　　(1) 每個事務的執(zhí)行過程劃分為兩個階段，加鎖階段和解鎖階段。

　　(2) 在加鎖階段，事務可以申請獲得任何數(shù)據項上的任何類型的鎖，但是不允許釋放任何鎖。

　　(3) 在解鎖階段，事務可以釋放任何數(shù)據上的任何類型的鎖，但是不能再申請任何的鎖。

　　(4) 每個事務開始執(zhí)行后就進入加鎖階段，當?shù)谝淮吾尫沛i后，即進入解鎖階段。

　　9.2.4 鎖粒度

　　1、 施加X鎖和S鎖的數(shù)據項大小稱為鎖粒度。

　　2、 鎖粒度越大，系統(tǒng)中可以被鎖的數(shù)據項就越少，事務的并發(fā)執(zhí)行度也越低，但同時系統(tǒng)的開銷也小，相反，當鎖粒度越小時，事務的并發(fā)度高，但系統(tǒng)開銷也較大。

　　9.3 死鎖處理

　　9.3.1 死鎖預防

　　1、 一次加鎖法

　　該方法要求每個事務在開始時必須將需要訪問的數(shù)據項全部加鎖，否則不能執(zhí)行下去，也就是要求事務必須一次性地獲得對需要訪問的全部數(shù)據項的訪問權。

　　該方法的缺點是：

　　(1) 多個數(shù)據項會被一個事務長期鎖定獨占，導致其他事務無法及時訪問這些數(shù)據項，降低了系統(tǒng)的并發(fā)程度。

　　(2) 由于很難事先精確知道每個事務在執(zhí)行過程中需要加鎖的全部數(shù)據項，只能擴大加鎖范圍，將事務執(zhí)行時可能訪問的所有數(shù)據項全部加鎖，進一步降低了系統(tǒng)的并發(fā)程度。

　　2、 順序加鎖法

　　該方法對數(shù)據庫中事務訪問的所有數(shù)據項規(guī)定一個加鎖順序，每個事務在執(zhí)行過程中必須按此順序對所需數(shù)據加鎖。

　　該方法的缺點：

　　(1) 數(shù)據庫中需要加鎖的數(shù)據項非常多，并且不斷變化，維護這些數(shù)據項的加鎖順序很困難，代價非常大。

　　(2) 事務訪問的數(shù)據項有時無法事先完全確定，有時很難要求事務按照固定的順序對這些數(shù)據項進行加鎖。

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