数据库课件第八章并发控制

数据库课件第八章并发控制$number{01}目录•并发控制概述•数据库事务•锁机制•并发控制协议•并发控制方法•数据库性能优化01并发控制概述并发控制的定义01并发控制是一种管理数据库中多个事务同时执行的技术，确保数据的完整性和一致性02它通过协调不同事务之间的操作，避免数据不一致和冲突，保证事务的正确执行并发控制的重要性并发控制是数据库管理系统中的重要组成部分，能够提高数据库的效率和响应速度在多用户并发访问数据库的情况下，如果没有适当的并发控制，可能导致数据不一致、脏读、不可重复读等问题并发控制的策略锁机制通过锁定资源，防止其他事务修改或读取被锁定的数据，保证数据的一致性多版本并发控制允许多个事务同时读取同一数据的不同版本，减少锁的竞争和等时间戳排序待时间为每个事务分配一个唯一的时间戳，根据时间戳的先后顺序来决乐观并发控制定事务的执行顺序假设并发冲突不会经常发生，只在提交时检查数据的一致性，如果冲突则进行回滚02数据库事务事务的定义事务是一系列数据库操作的逻辑单元，事务是实现数据库完整性的一个重要这些操作要么全部完成，要么全部不机制，它保证了一系列操作的原子性完成，是一个不可分割的工作单位事务是数据库管理系统执行过程中的一个逻辑单位，由一个有限的数据库操作序列构成事务的特性•原子性Atomicity:事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不会结束在中间某个环节事务在执行过程中发生错误，会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样•一致性Consistency:在事务开始之前和事务结束以后，数据库的完整性没有被破坏这表示写入的资料必须完全符合所有的预设规则，这包括资料的精确度、串联性以及后续数据库可以自发继续工作•隔离性Isolation:数据库允许多个并发事务同时对其数据进行读写和修改的能力，隔离性可以防止多个事务并发执行时由于交叉执行而导致数据的不一致事务隔离分为不同的级别，包括读未提交、读已提交、可重复读和串行化•持久性Durability:一旦事务被提交，它对数据库中数据的改变是永久性的接下来的操作或故障不应对其有任何影响事务的分类用户事务用户事务指的是由应用程序中的用户请求触发的数据库事务这些事务通常涉及对多个数据表的读取、写入和更新操作1系统事务2系统事务是由数据库管理系统自动执行的事务，用于维护数据库的完整性、恢复数据或执行其他管理任务3混合事务混合事务是同时包含用户事务和系统事务的事务这些事务可能涉及应用程序逻辑、数据库触发器和存储过程等03锁机制锁的分类共享锁（Shared Lock）允许事务读取一行数据，阻止其他事务对该行数据进行写操作排他锁（Exclusive Lock）允许事务对一行数据进行写操作，阻止其他事务对该行数据进行读写操作更新锁（Update Lock）用于防止死锁，允许事务在锁定数据的同时，等待升级为排他锁意向锁（Intention Lock）用于表示事务希望获得某种类型的锁，但不阻止其他事务获得不同种类的锁锁的粒度010203行级锁（Row-level表级锁（Table-level页级锁（Page-levelLock）锁定单独一Lock）锁定整个表，Lock）锁定表中的行数据，适用于高并发适用于低并发的事务处若干页，介于行级锁和的事务处理理表级锁之间死锁及其解决方法死锁

1.超时检测两个或多个事务在执行过程中因争夺资源设置一个超时时间，当事务等待超过该时而造成的一种互相等待的现象，若无外力间时，系统自动检测并解除死锁作用，这些事务都将无法向前推进

2.死锁预防

3.死锁检测与解除通过合理地设计事务的执行顺序和资源申系统定期检测是否存在死锁，一旦发现死请顺序，避免死锁的发生锁，通过撤销其中一个或多个事务来解决死锁04并发控制协议两阶段锁协议两阶段锁协议是一种并发控制协议，用于确保在多个事务并发执行时数据的完整性和一致性在两阶段锁协议中，事务分为两个阶段，即扩展阶段和收缩阶段在扩展阶段，事务可以申请获得锁，以访问和修改数据；在收缩阶段，事务可以释放已获得的锁两阶段锁协议通过限制事务在两个阶段的行为，确保了并发事务之间的互斥性，避免了数据不一致的问题读提交协议读提交协议是一种并发控制协议，用于确保在多个事务并发执行时数据的完整性和一致性在读提交协议中，一个事务只能读取已提交的数据，不能读取其他未提交事务修改的数据这样可以避免脏读和不可重复读的问题读提交协议通过限制事务的读取范围，确保了并发事务之间的隔离性，避免了数据不一致的问题序列化协议序列化协议是一种最严格的并发控制协在序列化协议中，事务的执行顺序是固序列化协议的缺点是效率较低，因为所议，用于确保在多个事务并发执行时数定的，即按照事务到达的顺序依次执行有并发事务都必须按照一定的顺序执行据的完整性和一致性这样可以避免并发事务之间的冲突，确保数据的一致性05并发控制方法基于锁的并发控制方法一种通过锁定资源来防止数据不一致的并发控制方法基于锁的并发控制方法通过锁定资源来防止多个事务同时访问同一数据，从而避免数据不一致的问题锁可以是共享锁或排他锁，根据事务对数据的访问模式和需求来选择合适的锁类型基于时间戳的并发控制方法通过比较时间戳来决定事务执行顺序的并发控制方法基于时间戳的并发控制方法为每个事务分配一个唯一的时间戳，通过比较时间戳来决定事务的执行顺序这种方法可以避免死锁和饥饿问题，但可能会引入时间戳同步的问题基于多版本的并发控制方法通过维护数据多个版本来实现并发控制的并发控制方法基于多版本的并发控制方法为每个事务提供数据的一个版本，使得事务在执行过程中不会互相干扰这种方法可以避免锁竞争和死锁问题，但可能会增加系统的存储和维护成本06数据库性能优化索引优化总结词索引是提高数据库查询效率的重要手段，通过合理地创建和使用索引，可以显著减少查询时间详细描述索引优化包括选择合适的索引类型、合理规划索引列、定期维护索引等对于频繁进行查询和连接操作的列，应建立索引，以提高查询速度同时，要注意避免过度索引，以免影响数据插入和更新的性能SQL查询优化总结词SQL查询的效率直接影响到数据库的性能，通过优化SQL查询语句，可以显著提高数据库的响应速度详细描述SQL查询优化包括选择最优的查询语句、避免全表扫描、合理使用连接操作、减少子查询等此外，还可以利用数据库的执行计划和性能监控工具，分析查询语句的执行效率和瓶颈，并进行针对性的优化数据库设计优化要点一要点二总结词详细描述良好的数据库设计可以提高数据存储和访问的效率，减少数据库设计优化包括合理规划表结构、规范化与反规范化数据冗余和并发控制问题设计、分区表设计等规范化设计可以减少数据冗余和更新异常，反规范化设计则可以提高查询效率分区表设计可以将大表分成小表，提高数据管理和查询的效率此外，还需要考虑数据库的存储引擎和文件组织方式，以适应不同的应用场景和性能需求THANKS。