数据库 - 并发问题

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在多用户数据库系统中同时执行事务的协调称为并发控制。并发控制的目标是确保多用户数据库环境中事务的可串行性。并发控制非常重要，因为在共享数据库上同时执行事务可能会产生多个数据完整性和一致性问题。三个主要问题是丢失的更新、未提交的数据和不一致的检索。

1. 更新丢失

当两个并发事务T1和T2正在更新相同的数据元素，并且其中一个更新丢失(被另一个事务覆盖)时，就会发生更新丢失问题。考虑下面的PRODUCT表示例。

PRODUCT表的一个属性是产品的数量(PROD_QOH)。

假设您有一个当前PROD_QOH值为35的产品。还假设发生了两个并发事务，T1和T2，它们更新PRODUCT表中某些项的PROD_QOH值。

事务如下。

两个并发的事务更新PROD_QOH：

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下表显示了正常情况下这些事务的串行执行，并给出正确的答案PROD_QOH = 105。

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但是，假设事务能够在提交前一个事务(使用相同的产品)之前从表中读取产品的PROD_QOH值。

下表中描述的顺序显示了丢失更新问题是如何产生的。

注意，在执行第二个事务(T2)时，尚未提交第一个事务(T1)。因此，T2仍然作用于值35，它的减法在内存中产生5。同时，T1将值135写入磁盘，磁盘立即被T2覆盖。简而言之，增加的100个单元在这个过程中“丢失”了。

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2. 未提交的数据

当同时执行两个事务T1和T2，并且在第二个事务（T2）已经访问了未提交的数据之后第一个事务（T1）被回滚时，就会发生未提交数据的现象，从而违反了事务的隔离性。

为了说明这种可能性，让我们使用lost updates讨论期间描述的相同事务。T1有两个原子部分，一个是库存的更新，另一个可能是发票总数的更新(没有显示)。T1因更新发票总金额时出错，被迫回滚;因此，它会一直回滚，同时取消库存更新。这一次，将回滚T1事务以消除添加的100个单元。因为T2从原来的35个单位中减去30，正确答案应该是5。

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下表显示了在正常情况下，这些事务的串行执行如何产生正确答案。

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下表显示了T2开始执行后，在完成ROLLBACK后如何出现未提交的数据问题。

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3. 不一致的检索

当一个事务在另一个事务处理完数据之前和之后访问数据时，会发生不一致的检索。例如，如果事务T1在一组数据上计算某个汇总(聚合)函数，而另一个事务(T2)正在更新相同的数据，则会发生不一致的检索。问题是事务可能在数据更改之前读取数据，在数据更改之后读取其他数据，从而产生不一致的结果。

为了说明该问题，假定以下条件：

1. T1计算PRODUCT表中存储的现有产品总数。
2. 同时，T2更新PRODUCT表中两个产品的现有数量（PROD_QOH）。

下表显示了这两个事务：

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T1计算所有商品的库存总量(PROD_QOH)， T2则表示一个输入错误的更正:用户在产品1558-QW1的PROD_QOH上增加了10个单位，而在产品1546-QQ2的PROD_QOH上增加了10个单位。为了纠正这个问题，用户在产品1546-QQ2的PROD_QOH上加10，在产品1558-QW1的PROD_QOH上减10。下表反映了初始和最终的PROD_QOH值

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下表演示了在事务执行期间可能会出现不一致的检索，从而导致T1执行的结果不正确。表10.9中所示的“After”求和反映了产品1546-QQ2的值25是在WRITE语句完成后读取的。因此，“后”总数是40 + 25 = 65。“之前”的总数反映了这样一个事实:产品1558-QW1的23的值是在下一个写语句完成之前读取的，以反映更正后的更新13。因此，“之前”的总数是65 + 23 = 88。

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计算得到的102的答案显然是错误的，因为从前面的表可以知道正确答案是92。除非DBMS执行并发控制，否则多用户数据库环境可能会在信息系统中造成破坏。