數據庫併發控制機制

wom知道事務的ACID特性被破壞的原因之一就是多個事務對數據庫的併發操作造成的。所以 數據庫管理系統需要對這些併發操作進行正確的調度，併發控制機制就是用正確的方式調度併發操作，使一個用戶事務不收其他事務的干擾。
併發控制的技術主要有封鎖，時間戳，樂觀控制發和多版本併發控制等

1. 封鎖

基本的封鎖類型有：排他鎖（X鎖，寫鎖）和共享鎖（S鎖，讀鎖）
數據庫中的共享鎖和排他鎖：https://blog.csdn.net/qq_41386300/article/details/101937234

1.1 封鎖協議

封鎖協議：何時申請鎖，持鎖時間，何時釋放

• 一級封鎖協議
  事務T在修改數據R之前必須先對其加X鎖，直到事務結束才釋放
  只能避免事務的丟失更新

• 二級封鎖協議
  在一級的基礎上增加：事務T在讀取數據R之前必須加S鎖，，讀完後釋放
  進一步避免了髒讀

• 三級封鎖協議
  一級的基礎是上增加：事務T在讀取數據R之前必須加S鎖，，事務結束後釋放
  進一步避免了不可重複讀

1.2 活鎖和死鎖

活鎖

如果事務T1封鎖裏數據R，事務T2也請求封鎖R，T2等待，事務T3也請求封鎖R，當T1釋放裏R的鎖後，系統首先批准了T3的請求，T2繼續等待，然後T4又請求封鎖R，T3釋放鎖後系統又批准裏T4的請求…T2有可能永遠等待，這就是活鎖的情形

避免活鎖的簡單方法是採用先來先服務策略

死鎖

死鎖就是循環等待的情形

數據庫中解決死鎖問題主要有兩類辦法：一是採取一定措施預防死鎖的發生；二是定期診斷是否有死鎖，有則解除它

1. 死鎖預防
   • 一次封鎖法
     每個事務都一次性將所有要使用的數據全部加鎖
   • 順序封鎖法
     預先對數據對象規定一個封鎖順序，所有事務都按這個順序實施封鎖

數據庫中普遍採用診斷並解除的方法

2. 死鎖診斷與解除
   • 死鎖診斷
     • 超時法
       如果一個事務等待時間超過了規定的時間，就認爲發生裏死鎖
       缺點：一是有可能誤判；二是若時間設置太長，死鎖發生後不能及時發現
     • 等待圖法
       事務等待圖是一個有向圖G=（T，U），T爲結點集合，u爲邊集合，若事務T1等待T2，則畫一條由T1指向T2的邊
       併發控制子系統週期性的生成事務等待圖，並進行檢測，如果發現圖中存在迴路，則表示系統中出現裏死鎖
   • 死鎖解除
     通常採用的方法是選擇一個處理死鎖代價最小的事務，將其撤銷，釋放此事務持有的所有鎖，當然，對撤銷的事務所做的數據修改操作必須恢復

2. 時間戳

給每一個事務蓋上一個時標，即事務開始執行的時間，每個事務具有唯一的時間戳，如果發生衝突操作，就回滾具有較早時間戳的事務，以保證其他事務的正常執行，被回滾的事務被賦予一個新的時間戳並從頭開始執行

3. 樂觀控制法

樂觀控制法認爲很少發生衝突，一次不對事務進行特殊的管制，而是讓他自由執行，事務提交前再進行正確性檢查，如果檢查後發現該事務出現過沖突，則拒絕執行並回滾

4. 多版本併發控制

版本是指數據對象的一個快照，記錄數據對象某個時刻的爲狀態。

有一個數據對象A有兩個事務，T1是寫事務，T2是讀事務，先啓動T1後啓動T2，T1在寫A時，爲A生成一個新的版本A‘，那麼T2就可以繼續在T1上執行，，T2提交的時候要先檢查T1是否完成，如果T1已完成則T2可以提交，否則T2等待直到T1完成。