第15章 并发控制——锁

课堂知识

并发控制机制

大概可以分为悲观的和乐观的两种

悲观锁：认为数据库的一致性经常会受到破坏，因此在事务访问数据对象前必须采取一定措施进行控制，只有得到访问许可时，才能访问数据对象，如基于封锁的并发控制方法。 ——事前控制 乐观锁：乐观的并发控制方法认为数据库的一致性一般是不会被破坏的，因此事务执行的过程中是可以直接访问数据的。只是在事务结束的时候才验证数据库的一致性是否被破坏，如基于有效性的验证方法。——事后验证

基于封锁方法的基本思想

基本思想：当事务T需要访问数据对象Q的时候，先申请对Q的锁。如果批准获得，那么事务T就继续进行，且此后不允许其他事务修改Q，直到事务T释放对Q的锁为止。

如果申请对Q的锁的时候，Q已被上锁，那么该事务就会阻塞等待。

基本锁类型：

• 共享锁（shared lock, S锁）：如果事务T获得了数据对象Q的共享锁，那么事务T可读Q但是不能写Q。
• 排他锁（eXclusive lock, X锁）：如果事务T获得了数据对象Q的排他锁，那么事务T既可以读Q也可以写Q

基本锁类型的相容性原则：

• 共享锁和共享锁是相容的。（读操作不会影响事务之间数据的一致性）。
• 排他锁和共享锁、排他锁和排他锁之间是不相容的（写操作可能影响事务之间数据的一致性）。

申请和释放锁：

• SL(Q)——申请数据对象Q上的共享锁
• XL(Q)——申请数据对象Q上的排它锁
• UL(Q)——释放数据对象Q上的锁

封锁协议

运用X锁和S锁对数据对象加锁的时候，需要约定一些规则：

• 何时申请X锁和S锁
• 持锁时间以及锁在何时释放

常用的封锁协议：三级封锁协议

1. 一级封锁协议：

• 事务T在修改数据R之前必须对R加上X锁，直到事务结束才释放，事务结束包括正常结束（COMMIT）和非正常结束（ROLLBACK）
• 一级封锁协议可以防止丢失修改
• 但是不能防止读脏数据，也不能保证可重复读

会读取到其他事务的中间临时数据

1. 二级封锁协议：

• 在一级封锁协议的基础上，在读取数据R之前必须先加上S锁，在读取完后就释放S锁
• 二级封锁协议可以防止丢失修改和读“脏”数据，但不能保证可重复读

1. 三级封锁协议：

• 在一级封锁协议的基础上，事务T在读取数据R之前，必须对R加上S锁，并且直到事务结束才释放S锁
• 三级封锁协议，可以防止丢失修改、读脏数据和不可重复读

封锁协议的两阶段

两阶段封锁协议要求每个事务分成两个阶段完成封锁操作：

• 增长阶段：事务可以获得锁，但是不能释放锁
• 缩减阶段：事务可以释放锁，但不能获得新锁

两阶段可能造成的问题：

1. 产生死锁现象
   事务A对数据A上X锁，事务B对数据B上X锁，然后在事务A中又申请对B上X锁，在事务B中又申请对A上X锁，最后两个事务互相等待锁，造成死锁
   

   并发控制