以公司做网站,临沂网站建设多少钱,wordpress主题 ux,郴州文明网网站一、引言
1、数据库管理系统DBMS的事务处理技术实现的另一个主要功能部分是并发控制机制。并发控制机制完成的功能就是对并发执行的事务进行控制#xff0c;保证事务的隔离性#xff0c;从而进一步保持数据库的一致性。
2、事务的并发控制就是对并发执行的不同事务中的数据…一、引言
1、数据库管理系统DBMS的事务处理技术实现的另一个主要功能部分是并发控制机制。并发控制机制完成的功能就是对并发执行的事务进行控制保证事务的隔离性从而进一步保持数据库的一致性。
2、事务的并发控制就是对并发执行的不同事务中的数据库的交错执行进行调度解决并发事务的非串行调度带来的数据不一致问题使非串行调度可串行化
二、事务的调度
1、事务的调度是指多个并发执行的事务中的并发操作按照它们的执行时间顺序形成的一个操作序列
在调度中某个事务中的操作执行顺序与单个事务执行时的操作顺序应该是相同的但并发事务中的操作可以交错执行 2、在调度中若每个事务中的操作都是连续执行的不存在不同事务中的操作的交错执行则称该调度为串行调度否则称为非串行调度 1对于这里给出的两个事务T1和T2我们仍用对缓冲区数据的读写来表达对数据库的读写操作变量t、s分别是事务中的局部变量不是数据库中的数据数据X、Y为数据库中的数据在内存缓冲区中的值而不一定是他们在磁盘上的值同时为了更清晰地表达对数据库的并发操作后续我们省略掉事务定义语句
2则这两个事务的串行调度可以是T1中的所有操作都在T2中的所有操作前执行也可以是T1中的所有操作都在T2的所有操作后执行。
3如果两个调度中X和Y的初值一样如X100Y50则两个串行调度的结果一样均为X150Y100。 4若与事务T1并发执行的事务是事务T3则这两个事务的串行调度当两个调度中X、Y的初值一致假设X100Y50则结果分别为X100Y100和X150Y100可见对于并发执行的事务不同的串行调度的结果并不一样。但不管结果如何多个并发事务的串行调度结果会与该多个事务的串行执行的一个结果相同。 若数据库初始时处于一致性状态且所有的事务具有一致性则事务的串行执行将保持数据库的一致性。所以多个并发事务的串行调度也会保持数据库的一致性
3、但并发事务中的并发操作更多地进行交错执行构成非串行调度 这里给出了事务T1和T2的两个不同的非串行调度。当并发事务非串行调度中的操作读或写缓冲区中同一数据库对象时就可能会产生数据不一致性问题主要体现在更新丢失Lost Update、脏读Dirty Read和不可重复读Non_Repeatable Read等方面
三、数据不一致性问题
1、更新丢失Lost Update
更新丢失是指在并发执行的非串行调度中来自不同事务的操作先后读取同一数据对象并对其进行更新一个事务对某数据对象的更新结果覆盖了另一个事务对该数据对象的更新结果导致先写的数据更新结果丢失 比如在事务T1和T2的非串行调度中事务T1读取了缓冲区中数据对象X之后将X值减少50但将X值写入缓冲区之前事务T2也读取了缓冲区中的数据对象X将X增加了100又在事务T1将X值写入缓冲区之后也将X值写入缓冲区。假设X初值为100这样缓冲区中的数据X的最终结果就是200只增加了100而没有减少50不是串行调度的结果150。事务T1对X的更新结果丢失
2、脏读Dirty Read
脏读是指在并发事务的非串行调度中一个事务读取了另一个还没有提交的事务所写的中间结果数据脏数据。脏读也就是对脏数据的读取。 比如在事务T1和T2的非串行调度中事务T1读取了缓冲区中数据对象X之后将X值减少50并将X值写入缓冲区假设X的初值为100此时缓冲区中的数据X的结果就是50随后事务T2读取了事务T1对X的更新结果并进行计算即事务T2读取的X值为50但事务T1在完成之前发生了故障事务T1撤销回滚将X的值恢复为事务T1开始时的初值即100这样事务T2读取的是夭折事务T1对X的中间更新结果值50是脏数据并在此基础上对X进行了更新使数据库处于不一致状态
3、不可重复读Non_Repeatable Read
不可重复度是指在并发事务的非串行调度中同一事务对同一数据对象进行多次读取得到不同的结果。 比如在事务T1和T2的非串行调度中事务T1读取数据对象X假设此时X的值为100随后事务T2执行了对数据库对象X的更新操作X值增加100当事务T1再次读取数据对象X时X值为200无法再现前一次读取的结果事务T1产生了不可重复读现象。 还比如事务T1每次读取X后又读取数据Y并对X和Y进行求和在两次操作之间事务T2对数据X进行了更新则事务T1两次的求和结果不同用户会感觉得到了一个错误的求和结果这也是一种不可重复读现象
4、产生上述不一致问题的主要原因是并发事务的非串行调度的执行使并发的事务之间互相干扰破坏了事务之间的隔离性
5、为解决这些问题需要对并发执行的事务进行控制使得一个事务的执行不受其他事务的干扰从而避免数据的不一致性。由于多个并发事务的串行调度不会破坏数据库的一致性如果通过控制将并发事务的非串行调度的执行效果与这些并发事务的串行调度的执行效果相同则仍可保持数据库的一致性
因此并发控制要实现的就是并发事务的非串行调度的可串行化
四、非串行调度的可串行化
1、如果n个并发事务的一个非串行调度S的执行效果等价于这n个事务的某个串行调度的执行效果那我们就称这n个事务的该非串行调度S是可串行化的调度
2、这里的等价是指对于任意的数据库初始状态调度S和 的执行效果都相同 这里给出两个事务的非串行调度其中左边的这个调度就是可串行化的在这个调度中从任何一个一致的数据库状态开始其结果都与先执行T1再执行T2的串行调度的结果一样而右边的这个调度确是一个非可串行化的调度其结果并不总与T1、T2的任一串行调度的结果相同。虽然可能存在某一算数的巧合使得其结果相同但仍是非可串行化的调度可自行设定初始状态进行验证
3、对于并发事务的非串行调度当且仅当是可串行化的才能保持事务的隔离性
4、因此我们把“可串行化”作为对并发事务进行并发控制的目标
5、而大多数DBMS实现的是一个更强的要求实现的是并发事务的非串行调度的冲突可串行化
6、冲突是指并发事务非串行调度中一对连续的操作读操作或写操作操作应来自不同的事务如果它们的执行顺序交换后操作所在的事务中至少有一个的后续操作结果会改变则这对操作就是冲突的
7、因此不同事务对不同数据对象的读写操作显然是不冲突的
8、不同事务对同一数据对象的读操作也是不冲突的
9、但不同事务对同一数据对象的读写操作是冲突的。下面我们用ri(X)和wi(X)分别表示某事务Ti从缓冲区读数据X和往缓冲区写数据X。
则不同事务对同一数据对象的写操作即wi(X)和wj(X)是冲突的因为事务Ti和Tj的写入值可能不同交换操作的顺序最终缓冲区中的X值是不同的丢失的将是不同事务的更新结果 不同事务对同一数据对象的读写操作或或写读操作即ri(X)和wj(X)是冲突的交换读写操作的顺序会影响到读操作所读到的数据不同如果将写操作从读操作后移到读操作前读操作读入的值将是新写入的值而不是交换前应读到的值可能会引起读操作所在事务出现不可重复读或脏读现象 10、如果并发事务非串行调度中的相邻操作是非冲突的则这两个操作是可以交换的不会影响相关事务的执行效果
11、因此将一事务的非串行调度中相邻的非冲突操作通过一系列的交换后得到的调度与交换前的调度是等价的我们称这两个调度是冲突等价的
12、而如果一个非串行调度冲突等价于一个串行调度也就是将该非串行调度中相邻的非冲突操作进行一系列变换后可转换为一个串行调度则称该非串行调度是冲突可串行化的
比如这里给出两个并发事务的一个非串行调度只列出事务对缓冲区数据的读写操作忽略了事务读取数据后在内存中的计算因这些操作的先后不影响调度的执行结果下面我们来判断一下这个调度是否是冲突可串行化的 经过这一系列的相邻的非冲突操作的交换得到的新调度序列等价于事务1先执行事务T2再执行大的一个串行调度因此这里给出的这个非串行调度是冲突可串行化的
13、冲突可串行化是可串行化的一个充分条件即冲突可串行化调度是可串行化调度
比如对于这里给出的这三个事务它们各自为B写入一个值事务T1和T2在为B写入值之前还都为A写入值其并发执行的一个非串行调度S1最受使B具有事务T3写入的值而A具有事务T2写入的值,该调度的执行结果与事务T1、T2和T3依次执行的串行调度S2的执行结果相同,因此非串行调度S1是可串行化的调度但由于该调度没有可交换的非冲突操作不能冲突等价于一个串行调度所以非串行调度S1不是冲突可串行化调度 五、小结
1、DBMS的并发控制机制需采用一定的技术来保证并发事务非串行调度是可串行化的
2、目前常用的并发控制技术有
封锁实现冲突可串行化时间戳有效确认
3、虽然冲突可串行化不是可串行化的必要条件但商用DBMS通常实现的是冲突可串行化
