数据库事务并发调度之封锁技术

什么是事务

               事务是数据库逻辑工作单位，是用户定义的一组操作序 列。具有原子性、一致性、隔离性和持续性。原子性表示操作不可分割，要么都做，要么都不做。一致性表示数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态隔离 性表示事务执行过程中不被其它事务打扰持续性表示事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。

事务并发的问题

（1）      丢失修改，当事务1在t1时刻读取A=16,事务2在t2时刻读取A=16,在t3时刻事务1修改A=A-1;写回数据库A=15。在t4时刻事务2更新A=A-1,写回数据库A=15。这样导致了事务1的修改丢失。如下图：

（2）      不可重复读，当事务1在t1时刻读取A=50,读取B=100，求和=150，事务2在t2时刻更新B=100，修改B=B*2，写回B=200，在t3时刻事务1读取值校对重读B，发现B变为200与第一次读取不一致，如下图：

（3）      脏读，事务1在t1时刻读取C=100，更新C=C*2写回数据库C=200，事务2在t2时刻读取C=200，在t3时刻事务1执行了更新C的回滚操作，C=100，那么此时就导致事务2读取的C为脏数据。如下图：

产生以上问题的原因：由于事务的并发破坏了事务的隔离性，导致各个事务并发出现干扰，要想是事务能达到隔离特性，就需要串行调度，也就是某一时刻只能有一个事务完成，其它事务等待。

封锁解决并发问题

封锁：是事务T在对某个数据操作时，例如，对表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁，加锁后事务T就对该数据拥有了一定的控制，在事务T没有释放它的锁之前，其它事务不能更新该数据

封锁类型：排它锁（exclusive lock）也成为X锁，共享锁(share lock)也成为S锁。其关系为：对数据加X锁后，其它事务不能加任何锁，对数据加S锁后，其它事务可以加S锁，但不能加X锁。

采用三级封锁协议解决事务并发产生的问题：

（1）      一级封锁协议，解决修改丢失问题。描述如下：当事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束。如图：

事务1在读取A进行修改之前先对A加X锁，当事务2再请求对A加X锁时被拒绝，只能等待事务1释放A上的锁。

（2）      二级封锁协议，解决修改丢失和脏读问题。描述如下：在一级封锁协议基础上，当事务读取数据R之前必须先对其加S锁，读完后释放S锁。如图：

事务1在对C修改之前先加X锁，修改后写回磁盘，事务2请求数据C，首先请求在C上加S锁，因为事务1加了S锁，事务2只能等待事务1释放X锁，当事务1由于某种原因回滚C=100，释放X锁后，事务2获取S锁，读取C=100，避免了脏读。

（3）      三级封锁协议，解决修改丢失，脏读，不可重复读。描述如下：在一级封锁协议基础上，当事务读取数据R时必须先加S锁，当整个事务读取结束后释放S锁。如下图：

事务1在读取A,B之前，先对A,B加S锁，这样当其它事务只能对A，B加S锁，而不 能加X锁，因此其它事务只能查询而不能修改A,B。所以当事务2修改B申请为其加X锁时被拒绝，只能等待事务1释放S锁。由于事务1没有结束因此S锁被占 用，事务2等待，此时当事务1再次校验B时，读取B=100，避免了不可重复读。

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