3.7.1数据库系统-数据库控制结束：并发控制、事务、事务的ACID特性、事务并发产生的问题、丢失更新、不可重复读、读脏数据、封锁协议解决事务并发问题

在做应用看来发设计以及相关过程的时候，数据库是必不可少的，要想让数据库当中的数据达到应用的要求，必须对它进行控制，主要包括：并发控制、性能优化、数据库完整性约束、安全性控制、数据库备份以及恢复。

事务

主要针对的事务的并发，事务是数据库当中进行操作的基本单位，它定义的是操作的序列，这里面包含了多个动作。根据这个特性，事务本身就具有要么都做，要么都不做的特性。

从数据库环境来看的话，事务是不可分割的逻辑工作单位，一般一个程序是可以包含多个事务的。从数据的角度来看事务就可以理解为一个基本单位了。

事务的ACID特性

事务具有ACID特性，原子性，一致性，隔离性，持续性。

原子性（Atomicity）

原子性（Atomicity）与操作系统当中原语的概念有些相似：指事务包含的所有操作要么全部成功(成功会以commit的方式提交)，要么全部失败回滚(回滚会用rollback表示。回滚数据，回滚状态，回滚加锁解锁)。这些操作是一个整体，不能部分的完成。

一致性（Consistency）

一致性（Consistency）：指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态，也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态(中间过程可能是不一致的)。

隔离性（Isolation）

隔离性（Isolation）：指一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的。

持久性（Durability）

持久性（Durability，永久性）：指一个事务一旦被提交了，那么对数据库中的数据的改变就是永久性的，无论发生何种故障，都不应对其有任何影响。

事务并发产生的问题

数据库的并发过程就是多个事务同时执行的情况，这种同时操作就可能产生并发问题：丢失更新，不可重复读问题，“脏”数据的读出。

丢失更新

第一个事务T1对数据A进行修改写回，而第二个事务T2也对A进行修改写回，他们二者并没有成功提交的情况下，会发现T2更新的数据会对T1数据写回的内容进行覆盖，覆盖之后，就不能够知道T1写的是什么了，也就是T1更新的数据丢失不见了，这个就叫做丢失更新，也叫做丢失修改。

涉及的问题主要体现在二者都有不同的写回，这个写回的过程当中会被覆盖掉。

不可重复读

第一个事务T1读取数据A和B进行修改，验证无误写回，而第二个事务T2对A进行修改写回，他们二者并没有成功提交的情况下，会发现T2更新的数据会对T1数据写回的内容进行覆盖，覆盖之后，就不能够知道T1写的是什么了，也就是T1更新的数据丢失不见了，此时在T1第③步验证A+B=100，两次读的数据不一样，从而产生了T1第二次不能重复读到A+B=70的问题，这个就是不可重复读(即一个事务两次读取，值不同，叫不可重复读)。

读脏数据

读脏数据，对于脏数据的定义是：经常的脏东西，也就是垃圾，不要的东西，脏数据就是不要的数据。什么样的数据是不要的？
这里会涉及到回滚操作，某一个事务T1对数据进行了修改，而修改的数据被另一个事务T2读走了，这个过程当中看起来没问题，但是如果T1进行了回滚，而T2拿到了这个被应当被回滚的垃圾数据(脏数据)70，这个过程就是读取脏数据。

事务并发问题如何解决？

并发产生的问题如何解决？主要涉及的就是添加封锁协议。

封锁协议主要涉及的：

• S封锁：也叫做读锁、共享锁。添加读锁的数据也可以让别人来添加读锁，是可以共享的一类锁。一般在读操作的时候会用到它。
• X封锁：也叫做写锁、独占锁、排它锁。对数据添加写锁的过程当中，其他任何锁都加不上去了，反过来也一样，如果加了读锁，再加写锁，会加不成功。有读锁时会加锁失败。
• 一级封锁协议
• 二级封锁协议
• 三级封锁协议
• 两段锁协议

一般提到的封锁过程当中，会涉及到三级封锁协议，一到三层层递进，可以解决越来越复杂的问题。

最后的两段锁协议是在加锁解锁的过程当中，将相应的动作简单的划分的时段，这个时段划分之后，会把加锁的过程当中集中在上面一段，而解锁的行为集中在下面一段，从而形成了两个部分，就叫做两段锁。

目前主要涉及的内容主要是一到三封锁协议的具体过程。

加锁就可能出现死锁的情况，针对死锁而言，可以提前预防，也可以人工手动接解除，目前软考不涉及这方面死锁的考察内容。

封锁协议

• 一级封锁协议。事务T在修改数据R之前必须对其加X锁(写锁)，直到事务结束才释放。可防止丢失修改
• 二级封锁协议。一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前先对其加S锁(读锁)，读完即可释放S锁。可防止丢失修改、防止读脏数据
• 三级封锁协议。一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前先对其加S锁，直到事务结束才释放。可防止丢失修改、防止读脏数据、防止数据(不可)重复读
• 两段锁协议。可串行化的。可能发生死锁

一级封锁协议：解决丢失更新

一级封锁协议为什么不能解决读脏数据？
因为没有读锁，所以其他事务来读数据的时候，没有任何限制。

二级封锁协议：解决读脏数据

二级封锁协议为什么不能解决读脏数据？
因为读完即可释放读锁，并没有等待事务执行完成，避免不了其他事务读取脏数据的。

三级封锁协议：解决读脏数据