數(shù)據(jù)庫技術(shù)-國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)8#￥-第八章__事務(wù)管理-文庫吧
2024-12-26 07:40 本頁面
【正文】 使數(shù)據(jù)庫最后處于不一致狀態(tài)，因此，所有的串行調(diào)度都被認(rèn)為是正確的保持一致性。 2. 可串行化調(diào)度 并發(fā)控制機構(gòu)旨在盡可能提高事務(wù)并發(fā)度的同時，使得它們的并發(fā)執(zhí)行保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的一致性。 并發(fā)控制機構(gòu)一般通過強制某些事務(wù)在執(zhí)行它們的特定操作之前處于等待狀態(tài)，或通過異常結(jié)束和重啟事務(wù)來限制事務(wù)執(zhí)行的可能操作序列，使該過程等價于串行調(diào)度。 為此，需要一些方法來判定并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)調(diào)度是否等價于一個串行調(diào)度。凡能夠產(chǎn)生與某個串行調(diào)度相同結(jié)果的調(diào)度被稱之為可串行調(diào)度。 3）沖突的操作對 在可串行化問題中，讀寫操作的次序非常重要。如果兩個事務(wù)發(fā)出的兩個操作都針對于同一數(shù)據(jù)項，只要其中有一個是寫操作，則稱這兩個操作沖突。操作沖突可分為 RW沖突、 WR沖突以及WW沖突 如： Ri(x),Wj(x), Wi(x),Rj(x),Wi(x),Wj(x)是沖突的。 而 Ri(x),Rj(x), Wi(x),Rj(y), x∩y=216。時不沖突。 3）沖突的操作對 引起各種不一致的根本原因就是操作沖突。在兩個調(diào)度 Sa， Sb中，如果對于每對沖突的操作 Oi， Oj，都滿足若在 Sa中 OiOj（如果 Oi在調(diào)度 Sa中先于 Oj執(zhí)行，則記為OiOj），則在 Sb中也滿足 OiOj，即稱 Sa沖突等價于 Sb。 這種類型的可串行化稱之為沖突可串行化。 沖突可串行調(diào)度安排沖突操作的方式和某種串行調(diào)度一樣?？梢酝ㄟ^優(yōu)先圖（ Precedence Graph）來判別一個調(diào)度是否沖突可串行化。 對于調(diào)度 S，其優(yōu)先圖是一個有向圖 G=N,E，其中節(jié)點集合 N和有向邊集合 E構(gòu)成如下： ? 為每一個事務(wù)創(chuàng)建一個節(jié)點； ? 如果事務(wù) Tj讀取了事務(wù) Ti已寫操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)項，創(chuàng)建一條有向邊 Ti→ Tj； ? 如果事務(wù) Tj對事務(wù) Ti已讀數(shù)據(jù)項執(zhí)行寫操作，創(chuàng)建有向邊 Ti→ Tj； ? 如果事務(wù) Tj對事務(wù) Ti已寫操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)項執(zhí)行寫操作，創(chuàng)建有向邊 Ti→ Tj。 如果 S的優(yōu)先圖中存在邊 Ti→ Tj，則表明在任何與S等價的串行調(diào)度 S′中， Ti必須在 Tj前執(zhí)行。如果優(yōu)先圖包含環(huán)，則說明調(diào)度不是沖突可串行的。 沖突可串行化是可串行化的充分非必要條件，更一般的可串行是計算可串行，即兩個調(diào)度計算等價當(dāng)且僅當(dāng)同時滿足以下兩個條件： ? (1) 在兩個調(diào)度中，每個讀操作讀取的數(shù)據(jù)項值，是由同一寫操作產(chǎn)生的。 ? (2) 在兩個調(diào)度中，對每個數(shù)據(jù)項的最后寫操作相同。 當(dāng)調(diào)度 Sa計算等價于串行調(diào)度 Sb時，稱 Sa是計算可串行的。若調(diào)度 S是沖突可串行的，則 S是計算可串行的，反之不成立。 3. 并發(fā)控制機制 用戶請求執(zhí)行事務(wù)的時刻是隨機的，系統(tǒng)如何在一種動態(tài)的環(huán)境下保證調(diào)度的可串性呢 ? 并發(fā)控制機構(gòu)的任務(wù)就是調(diào)度事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行，使得這個調(diào)度等價于一個串行調(diào)度，在數(shù)據(jù)庫中將這種方法稱為串行化調(diào)度。對事務(wù)實施可串行化調(diào)度的并發(fā)控制機制主要有加鎖技術(shù)、時間戳、多版本和樂觀的并發(fā)控制技術(shù)。它們處理操作沖突的方法各不相同 3. 并發(fā)控制機制 1）封鎖機制，是一種常用的并發(fā)控制機制。 a. 二值鎖（兩態(tài)鎖）， 每一數(shù)據(jù)項具有鎖值 LOCK(x)： 0（ 解鎖）或 1（加鎖）。 系統(tǒng)為事務(wù)訪問數(shù)據(jù) x提供兩個操作： lock_item(x) 和 unlock_item(x)。 事務(wù)用鎖規(guī)則 每個事務(wù)都必須遵循如下規(guī)則： ① 事務(wù)在讀寫數(shù)據(jù)項 x之前，必須對其加鎖 lock_item(x)。 ② 事務(wù)在完成了對數(shù)據(jù)項 x的所有讀寫操作之后， 必須對其解鎖 unlock_item(x) 。 ③ 事務(wù)在已經(jīng)發(fā)出了一個 lock_item(x)之后，未發(fā) 出解鎖 unlock_item(x)之前，不再對 x加鎖。 ④ 事務(wù)沒有對數(shù)據(jù)項 x 加鎖，就不能對 x 解鎖 unlock_item(x)。 一個事務(wù)要訪問被另一個事務(wù)加鎖的數(shù)據(jù)項 x時，必須等待它解鎖，因而封鎖機制就強制了事務(wù)操作的一種執(zhí)行次序。 二值鎖改進 考慮到事務(wù)執(zhí)行的并發(fā)性，加鎖應(yīng)盡可能地減少因加鎖對事務(wù)并發(fā)度的影響。 例如應(yīng)該允許事務(wù) T1， T2同時對數(shù)據(jù)項x進行讀操作的并發(fā)執(zhí)行 由于這兩個讀操作并非沖突的操作對，因此從提高系統(tǒng)性能角度來說應(yīng)該允許它們并發(fā)執(zhí)行。因此，可以將鎖分為兩類：共享鎖（ Shared Lock） 和互斥鎖（ Exclusive Lock）。 b. 共享鎖、互斥鎖 (讀鎖、寫鎖） 共享鎖：如果數(shù)據(jù)項被某事務(wù)用共享鎖加鎖，其它 事務(wù)仍可用共享鎖讀它。 互斥鎖：如果數(shù)據(jù)項被某事務(wù)用互斥鎖加鎖，其他 事務(wù)欲 操作這一數(shù)據(jù)項，必須等待該事務(wù) 釋放此互斥鎖。 鎖 LOCK(x)的三種狀態(tài)：讀鎖、寫鎖和解鎖。 鎖的操作： read_lock(x)、 write_lock(x)和 unlock(x)。 c. 共享 /互斥鎖操作規(guī)則 事務(wù)必須遵循的規(guī)則是： ① 事務(wù)在對數(shù)據(jù)項 x進行讀操作之前，必須發(fā)出 read_lock(x)或 write_lock(x)請求。 ② 事務(wù)在對數(shù)據(jù)項 x進行寫操作之前，必須發(fā)出 write_lock(x)請求。 ③ 事務(wù)在完成了對數(shù)據(jù)項 x的所有讀寫操作之后， 必須發(fā)出 unlock(x)請求。 ④ 事務(wù)在對 x加鎖（共享鎖或互斥鎖）后，不再 對 x
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