《数据库并发控制》课件

《数据库并发控制》ppt课件contents目录数据库并发控制概述数据库锁机制数据库事务处理数据库并发控制的实现数据库并发控制的优化数据库并发控制的案例分析01数据库并发控制概述在数据库系统中，并发控制用于协调多个事务的执行，确保数据的一致性和完整性。并发控制事务一致性完整性数据库中的一组操作，这些操作要么全部完成，要么全部不完成。指数据库从一个一致性状态转变到另一个一致性状态。指数据的正确性和可靠性。并发控制的定义保证数据一致性通过并发控制，可以避免多个事务同时对同一数据进行修改，从而保证数据的一致性。防止数据丢失并发控制可以确保事务的原子性，即事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不完成，从而防止数据丢失。提高系统性能并发控制可以允许多个用户同时访问数据库，从而提高系统的整体性能。并发控制的重要性通过锁定某些数据项或数据行，以防止其他事务对其进行修改。锁可以分为共享锁和排他锁。锁机制为每个事务分配一个唯一的时间戳，并根据时间戳的先后顺序来决定事务的执行顺序。时间戳排序允许多个事务同时访问同一数据项的不同版本，从而减少事务的等待时间和冲突。多版本并发控制允许多个事务同时对数据进行修改，但在提交时进行检查是否有冲突，如果有冲突则进行回滚。乐观并发控制并发控制的策略02数据库锁机制锁的分类共享锁（SharedLock）允许多个事务同时读取同一资源，但不允许写入。排他锁（ExclusiveLock）只允许一个事务对资源进行读写操作，其他事务无法访问。更新锁（UpdateLock）用于锁定即将被更新的资源，以防止其他事务同时进行更新操作。意向锁（IntentionLock）用于表示事务希望获取某种类型的锁，但不实际锁定资源。表级锁（TableLock）：对整个表加锁，适用于读操作频繁、写操作较少的场景。页级锁（PageLock）：对表中的某一页加锁，介于表级锁和行级锁之间。乐观锁（OptimisticLocking）：在数据读取时不加锁，假设多个事务在同一时间对同一数据进行操作的可能性较小，只在更新数据时检查是否有其他事务修改过数据。行级锁（RowLock）：只对表中的某一行加锁，适用于大量并发读写操作的场景。锁的粒度死锁（Deadlock）两个或多个事务相互等待对方释放资源，导致所有事务都无法继续执行。需要数据库系统自动检测并解决死锁问题。活锁（LiveLock）事务在等待其他事务释放资源时，不断重试获取锁，导致长时间无法继续执行。可以通过设置锁超时时间、避免循环等待等方式减少活锁的发生。死锁与活锁03数据库事务处理事务的特性原子性(Atomicity)事务被视为一个单独的整体操作，要么全部完成，要么完全不执行。一致性(Consistency)事务必须使数据库从一个一致性状态转移到另一个一致性状态。隔离性(Isolation)在事务完成前，其所做的修改对其他事务是不可见的。持久性(Durability)一旦事务被提交，其修改的结果就是永久性的，即使发生系统崩溃或故障。1事务的隔离级别读未提交(ReadUncommitted):最低的隔离级别，一个事务可以读取另一个未提交的事务。读已提交(ReadCommitted):一个事务只能读取已提交的事务。可重复读(RepeatableRead):在同一事务内多次读取同一数据应返回相同的结果。串行化(Serializable):最高的隔离级别，事务串行化顺序执行，避免了读写和写写的冲突。脏读(DirtyRead):一个事务读取了另一个未提交事务的数据。幻读(PhantomRead):一个事务在读取某个范围内的数据时，另一个并发事务插入新数据，导致前一个事务“幻觉”地看到这些新增的数据。丢失更新(LostUpdate):当两个或多个事务同时读取同一数据，然后基于最初读取的数据进行修改并提交，导致后一个事务所做的修改覆盖了前一个事务所做的修改。不可重复读(Non-repeatableRead):在同一事务内多次读取同一数据，结果不一致。事务的并发问题04数据库并发控制的实现乐观并发控制是基于数据版本控制的一种并发控制方法。总结词乐观并发控制假设多个事务并发执行时，很少会发生冲突，因此允许事务在执行过程中共享相同的数据资源。在提交事务时，通过比较数据版本号来判断是否存在冲突，如果存在冲突则进行相应的处理。详细描述乐观并发控制悲观并发控制是一种强制性的并发控制方法，通过锁机制来避免数据冲突。总结词悲观并发控制认为多个事务并发执行时很可能会发生冲突，因此在事务执行过程中，对数据资源加锁，以避免其他事务对相同数据资源进行修改。这种方法可以保证数据的完整性和一致性，但可能会影响并发性能。详细描述悲观并发控制总结词基于时间戳的并发控制是一种基于时间标记的并发控制方法。详细描述基于时间戳的并发控制为每个数据项分配一个唯一的时间戳，并记录事务开始和结束的时间戳。当多个事务同时访问相同的数据项时，通过比较时间戳来决定哪个事务应该先执行，从而避免数据冲突。这种方法可以较好地处理数据冲突，但实现起来相对复杂。基于时间戳的并发控制05数据库并发控制的优化减少锁的粒度锁的粒度指的是锁定数据时的范围大小。减少锁的粒度可以提高并发性能，因为更小的锁定范围可以减少锁竞争，提高事务的并发执行能力。例如，可以将行级锁改为表级锁，或者将表级锁改为数据库级锁，以减少锁的粒度。使用合适的隔离级别数据库的隔离级别决定了事务并发执行时的可见性和一致性。使用合适的隔离级别可以提高并发性能，同时保持数据的一致性。例如，可以选择读已提交、可重复读或串行化等隔离级别，以满足不同的业务需求。多版本并发控制是一种并发控制技术，允许多个事务同时读取同一份数据的不同版本，从而减少锁竞争和等待时间。通过维护数据的多版本，多版本并发控制可以避免不必要的锁等待和事务回滚，提高并发性能。使用多版本并发控制06数据库并发控制的案例分析银行转账案例银行转账涉及到资金转移，需要保证数据的一致性和准确性，以避免出现数据冲突或不一致的情况。总结词当两个用户同时进行转账操作时，如果数据库没有采取并发控制措施，可能会出现数据不一致的情况。例如，用户A向用户B转账100元，用户B同时向用户A转账50元，如果没有并发控制，可能会出现A增加50元但减少100元，而B只增加50元的情况，导致数据不一致。因此，数据库需要采取并发控制措施来保证数据的一致性和准确性。详细描述VS飞机订票涉及到座位资源的有限性和实时性，需要保证订票信息的实时更新和数据的准确性，以避免出现超卖或数据不一致的情况。详细描述当多个用户同时进行订票操作时，如果数据库没有采取并发控制措施，可能会出现数据不一致的情况。例如，多个用户同时购买同一航班的机票，如果没有并发控制，可能会出现超卖的情况，导致航空公司遭受损失。因此，数据库需要采取并发控制措施来保证数据的实时更新和准确性。总结词飞机订票案例网上购物涉及到商品库存和订单的处理，需要保证库存数据的实时更新和订单的准确性，以避免出