数据库原理及应用(高级篇)01——封锁协议(图文并解,超详细,一看就会)

数据库原理及应用——封锁协议

目录

  • 数据库原理及应用——封锁协议
    • 1.什么是封锁
    • 2.基本封锁类型
      • 排它锁 || X锁
      • 共享锁 || S锁
      • 锁的相容矩阵
    • 3.封锁协议
      • 什么是封锁协议
    • 4.保持数据一致性的常用封锁协议
      • 一级封锁协议
      • 二级封锁协议
      • 三级封锁协议
    • 总结

1.什么是封锁

  • 封锁就是事务T在对某个数据对象(例如表、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就对该数据对象有了一定的控制,在事务T释 放它的锁之前,其它的事务不能更新此数据对象
    数据库原理及应用(高级篇)01——封锁协议(图文并解,超详细,一看就会)_第1张图片
  • 封锁就是事务T在对某个数据对象(例如表、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就对该数据对象有了一定的控制,在事务T释放它的锁之前,其它的事务不能更新此数据对象。
  • 封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术

2.基本封锁类型

  • 一个事务对某个数据对象加锁后究竟拥有什么样 的控制由封锁的类型决定。
  • 基本封锁类型
    - 排它锁(Exclusive Locks,简记为X锁)
    - 共享锁(Share Locks,简记为S锁)

排它锁 || X锁

目录

  • 若事务T对数据对象A加上X锁,则只允许T读取 和修改A,其它任何事务都不能再对A加任何类型 的锁,直到T释放A上的锁
  • 保证其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和 修改A
  • 排它锁又称为写锁

共享锁 || S锁

  • 若事务T对数据对象A加上S锁,则事务T可以读A 但不能修改A,其它事务只能再对A加S锁,而不 能加X锁,直到T释放A上的S锁
  • 保证其他事务可以读A,但在T释放A上的S锁之 前不能对A做任何修改
  • 共享锁又称为读锁

锁的相容矩阵

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Y=Yes,相容的请求
N=No,不相容的请求

3.封锁协议

什么是封锁协议

  1. 在运用X锁和S锁对数据对象加锁时,需要约定一些规 则,这些规则为封锁协议(Locking Protocol)。

    		何时申请X锁或S锁 
    		持锁时间 
    		何时释放
    
  2. 对封锁方式规定不同的规则,就形成了各种不同的封 锁协议,在不同的程度上保证并发操作的正确调度。

4.保持数据一致性的常用封锁协议

  • 三级封锁协议

     		1.一级封锁协议
     		2.二级封锁协议
     		3.三级封锁协议
    

一级封锁协议

  • 一级封锁协议
    1. 事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁,直到事务结束才释放。
      - 正常结束(COMMIT)
      - 非正常结束(ROLLBACK)
  • 一级封锁协议可防止丢失修改,并保证事务T是可恢复的。

使用封锁机制解决丢失修改问题
例:
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在一级封锁协议中,如果仅仅是读数据不对其进行修改,是不需要加锁的,所以它不能保证可重复读和不读“脏”数据

使用一级封锁协议不能解决的问题
1.不可重复读
2.读’‘数据
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不可重复读
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二级封锁协议

  • 二级封锁协议

    1. 一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁,读完后即可释放S锁。
  • 二级封锁协议可以防止丢失修改和读“脏”数据。

使用二级封锁协议解决丢失修改问题
例:
数据库原理及应用(高级篇)01——封锁协议(图文并解,超详细,一看就会)_第7张图片

  1. 事务T1在读A进行修改之前先对加X锁
  2. 当T2再请求对A加X锁时被拒绝
  3. T2只能等待T1释放A上的锁后T获得对A的X锁
  4. 这时T2读到的A已经是T1更新过的值15
  5. T2按此新的A值进行运算,并将结果值A=14送回到磁盘。避免了丢失T1的更新

使用封锁机制解决读“脏”数据问题
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在二级封锁协议中,由于读完数据后即可释放S锁,所以它不能保证可重复读。

使用二级封锁协议不能解决的问题: 不可重复读

三级封锁协议

  • 三级封锁协议

    1. 一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁,直到事务结束才释放。
  • 三级封锁协议可防止丢失修改、读脏数据和不可 重复读

使用封锁机制解决不可重复读问题
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不可重复读

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总结

封锁基本类型:排它锁(X锁、写锁)、共享锁(S锁、读锁)
封锁协议:一级、二级、三级封锁协议
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一级封锁协议:加X锁,不能保证可重复读和不读“脏“数据

二级封锁协议:一级基础上加S锁,读完释放S锁,避免读脏数据,不能保证可重复读

三级封锁协议:一级基础上加S锁,事务结束释放S锁,可以防止丢失修改,读脏数据,重复读

  • 三级协议的主要区别

     什么操作需要申请封锁以及何时释放锁(即持锁时间)
    
  • 不同的封锁协议使事务达到的一致性级别不同

     封锁协议级别越高,一致性程度越高
    

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