《数据库应用基础》第4章（4-3）并发控制

据应用基础 Fundamental and Application of Database 第九 测控技术与自动化教研中心冯仁剑

Fundamental and Application of Fundamental and Application of Database Database 数据库应用基础 数据库应用基础 第九讲 测控技术与自动化教研中心 测控技术与自动化教研中心 冯仁剑

43并发控制 口弄放挖制概迷 口丰行调度和可丰行化调度 口冲突可串行化调度 ■封戴乔制方法

4.3 并发控制 „ 并发控制概述 „ 串行调度和可串行化调度 串行调度和可串行化调度 „ 冲突可串行化调度 冲突可串行化调度 „ 封锁并发控制方法 封锁并发控制方法

并发控制概述 多事务执行方式 (1)事务串行执行 每个时刻只有一个事务运行,其他事 务必须等到这个事务结束以后方能运 a不能充分利用系统资源,发挥数据库 共享资源的特点

并发控制概述 多事务执行方式 多事务执行方式 (1)事务串行执行 „ 每个时刻只有一个事务运行，其他事 每个时刻只有一个事务运行，其他事 务必须等到这个事务结束以后方能运 务必须等到这个事务结束以后方能运 行 „ 不能充分利用系统资源，发挥数据库 不能充分利用系统资源，发挥数据库 共享资源的特点 共享资源的特点

发控制(续) (2)交叉并发方式 (interleaved concurrency) 事务的并行执行是这些并行事务的并行操作 轮流交叉运行 a是单处理机系统中的并发方式,能够减少处 理机的空闲时间,提高系统的效率

并发控制（续） 并发控制（续） (2)交叉并发方式 （interleaved concurrency interleaved concurrency ） „ 事务的并行执行是这些并行事务的并行操作 事务的并行执行是这些并行事务的并行操作 轮流交叉运行 „ 是单处理机系统中的并发方式，能够减少处 是单处理机系统中的并发方式，能够减少处 理机的空闲时间，提高系统的效率 理机的空闲时间，提高系统的效率

并发控制(续) (3)同时并发方式 (simultaneous concurrency) ■多处理机系统中,每个处理机可以运行一个 事务,多个处理机可以同时运行多个事务, 实现多个事务真正的并行运行 a最理想的并发方式,但受制于硬件环境 更复杂的并发方式机制

并发控制（续） 并发控制（续） (3)同时并发方式 （simultaneous concurrency simultaneous concurrency ） „ 多处理机系统中，每个处理机可以运行一个 多处理机系统中，每个处理机可以运行一个 事务，多个处理机可以同时运行多个事务， 事务，多个处理机可以同时运行多个事务， 实现多个事务真正的并行运行 实现多个事务真正的并行运行 „ 最理想的并发方式，但受制于硬件环境 最理想的并发方式，但受制于硬件环境 „ 更复杂的并发方式机制

辜务并发执行带来的问题 可能会存取和存储不正确的数据,破坏 事务的隔离性和数据库的一致性 DBMS必须提供并发控制机制 ■并发控制机制是衡量一个DBMS性能的 重要标志之一

事务并发执行带来的问题 事务并发执行带来的问题 „ 可能会存取和存储不正确的数据，破坏 可能会存取和存储不正确的数据，破坏 事务的隔离性和数据库的一致性 事务的隔离性和数据库的一致性 „ DBMS必须提供并发控制机制 必须提供并发控制机制 „ 并发控制机制是衡量一个 并发控制机制是衡量一个DBMS性能的 重要标志之一

并发控制概述 并发控制机制的任务 对并发操作进行正确调度 保证事务的隔离性 保证数据库的一致性

并发控制概述 „ 并发控制机制的任务 并发控制机制的任务 „ 对并发操作进行正确调度 对并发操作进行正确调度 „ 保证事务的隔离性 保证事务的隔离性 „ 保证数据库的一致性 保证数据库的一致性

数据不一致实例:飞机订票系统 事务T1事务T2 ①读A=16 读A=16 ③A←A-1 写回 A=15 A←A-3 写回 AE13 T的修改被T2覆盖了!

T1的修改被T2覆盖了！ 读A=16 A←A-3 写回 A=13 ① 读A=16 ② ③ A←A-1 写回 A=15 ④ 事务 T1 事务 T2 数据不一致实例：飞机订票系统

并发操作带来的数据不一致性 ■丢失修改( lost update) 不可重复读( non-repeatable read) a读“脏”数据( dirty read)

并发操作带来的数据不一致性 并发操作带来的数据不一致性 „ 丢失修改（lost update lost update ） „ 不可重复读（non -repeatable read repeatable read ） „ 读 “ 脏 ”数据（dirty read dirty read ）

多个事务可并行执行,一个事务在磁盘上读写时,另 可在CPU上运行,可增加系统的“吞吐量”。给 定时间内执行的事务数增加,相应磁盘与CPU利用率 提高,空闲时间较少。 n系统中可能运行着各种各样的事务,一些较短,一些 较长,若串行执行,短事务可能得等待她前面的长事 务完成→难以预测的延时。如果各事务是针对DB的不 同部分进行操作,事务并发执行会更好。 n减少“平均响应时间”—一个事务从开始到完成所需 的平均时间 口DB中并发执行本质上与os中使用多道程序的动机 样

„ 多个事务可并行执行，一个事务在磁盘上读写时，另 多个事务可并行执行，一个事务在磁盘上读写时，另 一个可在CPU上运行，可增加系统的 上运行，可增加系统的 “吞吐量 ” —— 给 定时间内执行的事务数增加，相应磁盘与 定时间内执行的事务数增加，相应磁盘与CPU利用率 提高，空闲时间较少。 提高，空闲时间较少。 „ 系统中可能运行着各种各样的事务，一些较短，一些 系统中可能运行着各种各样的事务，一些较短，一些 较长，若串行执行，短事务可能得等待她前面的长事 较长，若串行执行，短事务可能得等待她前面的长事 务完成 →难以预测的延时。如果各事务是针对 难以预测的延时。如果各事务是针对DB的不 同部分进行操作，事务并发执行会更好。 同部分进行操作，事务并发执行会更好。 „ 减少 “平均响应时间 ” ——一个事务从开始到完成所需 一个事务从开始到完成所需 的平均时间 „ DB中并发执行本质上与 中并发执行本质上与OS中使用多道程序的动机一 中使用多道程序的动机一 样