第11并发控制

在事务的调度中，如果两个事务都需要操作一个数据，在 什么情况下可以并发执行，在什么情况下不能并发执行？
若两个事务都是读同一个数据，则可以并发执行，否则 就不能并发执行。
因此，存在两个事务T1和T2，如果其中一个已经为某数 据加锁，另一个事务是否可以对该数据申请加锁，如下表 所示(相容矩阵)。
T1 T2 X
R(B)=100
BB*2
W(B)=200
R(A)=50
R(B)= 对)
看下例：
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第十一章并发控制
例3：
T1
T2
R(C )=100 CC*2 W(C )=200
R(C )=200
故障，回滚 ROLLBACK C恢复为100
发生的现象是什么？
T2读取了不正确的数据 ——读“脏”数据
– 本章的主要内容。
首先，考察在并发执行时，如果事务的一致性被 破坏，具体会发生怎样的现象？
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第十一章并发控制
例1：在飞机订票系统中，售票点甲(事务T1)读出某航班的机票余
额A，设A=16；售票点乙(事务T2)读出该航班的机票余额A也应该 为16；现在售票点甲(事务T1)卖出一张机票，在此同时售票点乙(事 务T2)也卖出一张机票，T1和T2的调度如下：
例2：
T1 R(A)=50 R(B)=100 求和=150
R(A)=50 R(B)=200 和=250 (验算结果不 对)
T2
R(B)=100 BB*2 W(B)=200
限制T2对数据的写，但T2 可以读数据，why?
因为T1也只是读数据。
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第十一章并发控制
例3：
T1
T2
R(C )=100 CC*2 W(C )=200
第十一章并发控制
主要内容
• 问题 • 封锁 • 活锁和死锁 • 两段锁协议 • 封锁的粒度
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第十一章并发控制
问题
• 事务的特性是什么？ • 事务的调度是什么，事务为什么要并发调度，n个事务
的并发调度有几种，哪些是正确的，哪些破坏事务的特 性，如何判断？
• 并发执行可能破坏事务的哪些特性？ • 一旦出现了可能破坏事务特性的调度时应该如何控制？
前面3个例第1子0页T/共13应6页该给数据加什么锁？
第十一章并发控制
例1：
T1
T2
R(A)=16
R(A)=16
AA-1
W(A)=15
AA-1
W(A)=15
T1给数据加X锁。
•此时，T2能否与T1并发执行？
•不能，因为在T1操作数据A 的同时，限制了事务T2的执 行。
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第十一章并发控制
前面3个例子中事务T1应该限制T2对数据进行的哪些操作？
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第十一章并发控制
例1：
T1
T2
R(A)=16
R(A)=16
AA-1
W(A)=15
AA-1
W(A)=15
限制T2对A读和写
原因是T1需要对数据进行修 改,其他任何事务在此期间对 数据的读/写都可能导致错误。
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第十一章并发控制
若事务T1仅读数据A，则T1限制T2对数据的写操作，但是 T2可以读数据A——共享锁(读锁或S锁)。
因此：
如果事务T1对数据加上了X锁，则事务T1可以读/写该数 据，其他事务不能读/写该数据。
如果事务T1对数据加上了S锁，则事务T1可以读该数据，
其他事务可以读该数据，所有事务(包括T1都不能写该数
据)。
S
-
X
N
N
Y
S
N
Y
Y
-
Y
Y
Y
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第十一章并发控制
思考：假设有一个数据A，系统不断的产生操作数据A的 事务，此时会发生怎样的情况？
可能的执行过程如下：
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第十一章并发控制
1、事务T1先操作数据A， T2,T3,…,Ti…等待；
2、T1完成后，T3操作数据A， T2,T4,…,Ti…等待；
第十一章并发控制
例3：
T1
T2
R(C )=100 CC*2 W(C )=200
R(C )=200
故障，回滚 ROLLBACK C恢复为100
T1给数据加X锁。
•此时，T2能否与T1并发执行？ •不能，因为在T1操作数据A 的同时，限制了事务T2的执 行。
因此，可以得出下述结论：
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第十一章并发控制
R(C )=200
故障，回滚 ROLLBACK C恢复为100
限制T2对数据的读/写
原因是T1需要对数据进行修 改,其他任何事务在此期间对 数据的读/写都可能导致错误。
因此得到的结论如下：
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第十一章并发控制
设存在2个事务T1和T2，以及数据A。
若事务T1需要对数据A进行修改，则T1必须限制T2对数据 的所有操作——排它锁(写锁或X锁)。
3、T3完成后，T4操作数据A， T2,T5,…,Ti…等待； …… 结果是T2一直在等待，没有机会执行。 该种现象称为活锁。
解决方法：对请求操作的事务进行排队(放在一个队列结 构中)，并按照队列的先进先出的原则实行先来先服务的 原则。
第十一章并发控制
在系统中可以采用怎样的技术来 控制上述3种情况的发生？ ——封锁。
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第十一章并发控制
11.2封锁
• 事务在并发执行中，出现丢失修改、不可重 复读和读“脏” 数据的最基本的原因是什么？
一个事务在使用一个数据的同时，另一个事务也使用该数据。 如果能做到使每一个数据在任何时刻总是由一个事务在使用,是 否可以避免上述现象？ 如果事务在对某个数据对象(表、记录等)操作之前，先向系统发 出请求，对其进行加锁，限制其他事务对该数据的使用。直到该 事务实行完毕，再打开对数据的封锁，其他事务才可以对该数据 进行操作。——封锁。
例2：
T1 R(A)=50 R(B)=100 求和=150
R(A)=50 R(B)=200 和=250 (验算结果不 对)
T2
R(B)=100 BB*2 W(B)=200
T1给数据加S锁。 •此时，T2能否与T1并发执 行？ •不能，因为在T1读数据A和 B的同时，限制了事务T2对 数据B的写。
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T1
T2
R(A)=16
R(A)=16
AA-1
发生怎样的现象？ 丢失了对数据的修改。
W(A)=15 AA-1 W(A)=15
看下例：
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第十一章并发控制
例2：现存在两个事务的调度如下：
T1 R(A)=50
T2
结论：一个事务不能重复读取
同一个数据。——不可重复读。
R(B)=100
求和=150