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深入理解数据库并发控制原理

　　并发控制原理

　　事务之间的相互影响可能导致数据库状态的不一致，即使各个事务能保持状态的正确性，而且也没有任何故障发生。因此，不同事务中各个步骤的执行顺序必须以某种方式进行规范。控制这些步骤的功能由DBMS的调度器部件完成，而保证并发执行的事务能保持一致性的整个过程称为并发控制。调度器的作用如图1所示。

　　深入理解数据库并发控制原理

　　首先讨论如何保证并发执行的事务能保持数据库状态的正确性。抽象的要求称为可串行性，另外还有一个更强的、重要的条件为冲突可串行性，它是大多数调度器所真正实现的。我们考虑实现调度器的最重要技术：封锁、时间戳和有效性确认。

　　1.串行调度和可串行化调度

　　1.1 调度

　　调度是一个或多个事务的重要操作按时间排序的一个序列。

　　例1 考虑两个事务以及它们的动作按照某些顺序执行时的数据库的影响。T1和T2的重要动作如表1所示。

表1 两个事务
T1
T2
READ(A,t)
READ(A,s)
t := t + 100
s := s*2
WRITE(A,t)
WRITE(A,s)
READ(B,t)
READ(B,s)
t := t + 100
s := s*2
WRTIE(B,t)
WRITE(B,s)

　　1.2 串行调度

　　如果一个调度的动作首先是一个事务的所有动作，然后是另一个事务的所有动作，以此类推，而没有动作的混合，那么我们说这一调度是串行的。

　　例2 对表1中的事务而言，两个串口调度，一个是T1在T2前，而另一个是T2是T1之前，初态为A=B=25。

表2T1在T2前的串行调度

T1
T2
A
B
25
25
READ(A,t)
t := t + 100
WRITE(A,t)
125
READ(B,t)
t := t + 100
WRTIE(B,t)
125
READ(A,s)
s := s*2
WRITE(A,s)
250
READ(B,s)
s := s*2
WRITE(B,s)
250
表3 T2在T1前的串行调度

T1
T2
A
B
25
25
READ(A,t)
t := t + 100
WRITE(A,t)
50
READ(B,t)
t := t + 100
WRTIE(B,t)
50
READ(A,s)
s := s*2
WRITE(A,s)
150
READ(B,s)
s := s*2
WRITE(B,s)
150

　　1.3 可串行化调度

　　事务的正确性原则告诉我们，每个串行调度都将保持数据库状态的一致性。

　　通常，不管数据库初态怎样，一个调度对数据库状态的影响都和某个串行调度相同，我们就说这个调度是可串行化的。

　　例3 表4是例1中事务的一个调度，此调度是可串行化的，但不是串行的。表5不是可串行化的。

表5 一个非串行的可串行化调度

T1
T2
A
B
25
25
READ(A,t)
t := t + 100
WRITE(A,t)
125
READ(A,s)
s := s*2
WRITE(A,s)
250
READ(B,t)
t := t + 100
WRTIE(B,t)
125
READ(B,s)
s := s*2
WRITE(B,s)
250
表6 一个非可串行化的调度

T1
T2
A
B
25
25
READ(A,t)
t := t + 100
WRITE(A,t)
125
READ(A,s)
s := s*2
WRITE(A,s)
250
READ(B,s)
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