[計算機軟件及應(yīng)用]09_database并發(fā)控制(編輯修改稿)
2024-11-15 03:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則就不能繼續(xù)執(zhí)行 ? 一次封鎖法存在的問題：降低并發(fā)度 – 擴大封鎖范圍 – 將以后要用到的全部數(shù)據(jù)加鎖，勢必擴大了封鎖的范圍，從而降低了系統(tǒng)的并發(fā)度 一次封鎖法（續(xù)） ? 難于事先精確確定封鎖對象 – 數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)是不斷變化的，原來不要求封鎖的數(shù)據(jù)，在執(zhí)行過程中可能會變成封鎖對象，所以很難事先精確地確定每個事務(wù)所要封鎖的數(shù)據(jù)對象 – 解決方法：將事務(wù)在執(zhí)行過程中可能要封鎖的數(shù)據(jù)對象全部加鎖，這就進一步降低了并發(fā)度 。 （ 2）順序封鎖法 ? 順序封鎖法是預(yù)先對數(shù)據(jù)對象規(guī)定一個封鎖順序，所有事務(wù)都按這個順序?qū)嵭蟹怄i。 ? 順序封鎖法存在的問題 – 維護成本高 – 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可封鎖的數(shù)據(jù)對象極其眾多，并且隨數(shù)據(jù)的插入、刪除等操作而不斷地變化，要維護這樣極多而且變化的資源的封鎖順序非常困難，成本很高 順序封鎖法（續(xù)） – 難于實現(xiàn) – 事務(wù)的封鎖請求可以隨著事務(wù)的執(zhí)行而動態(tài)地決定，很難事先確定每一個事務(wù)要封鎖哪些對象，因此也就很難按規(guī)定的順序去施加封鎖。 例：規(guī)定數(shù)據(jù)對象的封鎖順序為 A,B,C,D,E。事務(wù) T3起初要求封鎖數(shù)據(jù)對象 B,C,E，但當它封鎖了 B,C后，才發(fā)現(xiàn)還需要封鎖 A，這樣就破壞了封鎖順序 . 死鎖的預(yù)防（續(xù)） ? 結(jié)論 – 在操作系統(tǒng)中廣為采用的預(yù)防死鎖的策略并不很適合數(shù)據(jù)庫的特點 – DBMS在解決死鎖的問題上更普遍采用的是診斷并解除死鎖的方法 2. 死鎖的診斷與解除 ? 允許死鎖發(fā)生 ? 解除死鎖 – 由 DBMS的并發(fā)控制子系統(tǒng)定期檢測系統(tǒng)中是否存在死鎖 – 一旦檢測到死鎖，就要設(shè)法解除 檢測死鎖： 超時法 ? 如果一個事務(wù)的等待時間超過了規(guī)定的時限，就認為發(fā)生了死鎖 ? 優(yōu)點：實現(xiàn)簡單 ? 缺點 –有可能誤判死鎖 –時限若設(shè)置得太長，死鎖發(fā)生后不能及時發(fā)現(xiàn) 等待圖法 ? 用事務(wù)等待圖動態(tài)反映所有事務(wù)的等待情況 – 事務(wù)等待圖是一個有向圖 G=(T， U) – T為結(jié)點的集合，每個結(jié)點表示正運行的事務(wù) – U為邊的集合，每條邊表示事務(wù)等待的情況 – 若 T1等待 T2，則 T1， T2之間劃一條有向邊，從 T1指向 T2 ? 并發(fā)控制子系統(tǒng)周期性地（比如每隔 1 min）檢測事務(wù)等待圖，如果發(fā)現(xiàn)圖中存在回路，則表示系統(tǒng)中出現(xiàn)了死鎖。 死鎖的診斷與解除（續(xù)） ? 解除死鎖 – 選擇一個處理死鎖代價最小的事務(wù)，將其撤消，釋放此事務(wù)持有的所有的鎖，使其它事務(wù)能繼續(xù)運行下去。 第 7章 并發(fā)控制 并發(fā)控制概述 封鎖 三級封鎖協(xié)議 活鎖和死鎖 并發(fā)調(diào)度的可串行性 兩段鎖協(xié)議 封鎖的粒度 小結(jié) 并發(fā)調(diào)度的可串行性 一、什么樣的并發(fā)操作調(diào)度是正確的 二、如何保證并發(fā)操作的調(diào)度是正確的 一、什么樣的并發(fā)操作調(diào)度是正確的 計算機系統(tǒng)對事務(wù)的調(diào)度是隨機的，而不同的調(diào)度可能會產(chǎn)生不同的結(jié)果。 串行的 有 n個事務(wù)，就有 n！種可能 它總是正確的（因為它能保證事務(wù)在運行過程中，不受其它事務(wù)的干擾。） 并行的 可能正確 可能不正確 什么樣的并發(fā)操作調(diào)度是正確的（續(xù)） 幾個事務(wù)的并行執(zhí)行是正確的，當且僅當其結(jié)果與按某一次序串行地執(zhí)行它們時的結(jié)果相同。這種并行調(diào)度策略稱為可串行化的調(diào)度。 什么樣的并發(fā)操作調(diào)度是正確的（續(xù)） 可串行性是并行事務(wù)正確性的準則 例：現(xiàn)在有兩個事務(wù)，分別包含下列操作： 事務(wù) 1：讀 B； A=B+1；寫回 A； 事務(wù) 2：讀 A； B=A+1；寫回 B； 假設(shè) A的初值為 2， B的初值為 2。 什么樣的并發(fā)操作調(diào)度是正確的（續(xù)） – 對這兩個事務(wù)的不同調(diào)度策略 ? 串行執(zhí)行 –串行調(diào)度策略 1（ T1 T2） –串行調(diào)度策略 2（ T2 T1） ? 并行執(zhí)行 – 不可串行化的調(diào)度 – 可串行化的調(diào)度 (a) 可串行化調(diào)度策略 Slock B Xlock A 讀 B（ 2） A=B+1 寫回 A(3) Unlock A Unlock B Slock A 等待 Xlock B 等待 … Slock A Xlock B 讀 A（ 3） B=A+1 寫回 B(4) Unlock B Unlock A T1 T2 (b) 可串行化調(diào)度策略 Slock B 等待 Xlock A 等待 … Slock B Xlock A 讀 B（ 3） A=B+1 寫回 A(4) Unlock A Unlock B SlockA Xlock B 讀 A（ 2） B= A +1 寫回 B(=3) Unlock B Unlock A T1 T2 (c) 可串行化的調(diào)度 Slock B Y=B=2 Unlock B Xlock A A=Y+1 寫回 A(=3) Unlock A Slock A 等待 等待 等待 X=A=3 Unlock A Xlock B B=X+1 寫回 B(=4) Unlock B T1 T2 可串行化的調(diào)度（續(xù)） 由于其執(zhí)行結(jié)果與串行調(diào)度的執(zhí)行結(jié)果相同，所以是正確的調(diào)度。 (d) 不可串行化的調(diào)度 Slock B Y=B=2 Unlock B Xlock A A=Y+1 寫回 A(=3) Unlock A Slock A X=A=2 Unlock A Xlock B B=X+1 寫回 B(=3) Unlock B T1 T2 (d) 不可串行化的調(diào)度 (續(xù) ) – 由于其執(zhí)行結(jié)果與任意串行的結(jié)果都不同，所以是錯誤的調(diào)度。 討論 可串行化是并行事務(wù)執(zhí)行正確性的必要但不充分條件如設(shè) A的初始值為 0， 事務(wù) T1： A=A+2 事務(wù) T2： A=A*2 如右表事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果雖然和串行的結(jié)果相同，但并不正確。 充分必要條件是什么呢？ 數(shù)據(jù)不一致的情況沒有發(fā)
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