数据库并发控制技术(九)

(二)并发处理

1.数据锁定机制

DM用数据锁定机制来解决并发问题。它可以保证任何时候都可以有多个正在运行的事务，但是所有事务都在彼此完全隔离的环境中运行。

DM的封锁对象为表和元组。封锁的实施有自动和手动两种，即隐式上锁和显式上锁。隐式封锁动作的封锁根据事务的隔离级有所不同。同时， DM提供给用户4种手动上锁语句，用以适应用户定义的应用系统。

一般而言， DM的隐式封锁足以保证数据的一致性，但用户可以根据自己的需要改变对表的封锁。 DM提供给用户四种表锁：意向共享锁（IS:INTENSIVE SHARE）、共享锁（S:SHARE）、意向排它锁（IX:INTENSIVE EXCLUSIVE）和排它锁（X:EXCLUSIVE）。例如，在读提交隔离级下，系统缺省的表锁是 IS或IX ，在这两种表锁下，在访问元组前还需对元组进行封锁，为了提高系统的效率，用户可以手动对表进行 X封锁，这样，就不需对访问元组封锁。

封锁机制要达到以下目的：

（1）一致性：保证用户正在查看时，改变的数据并未从根本上发生变化。

（2）完整性：保证数据库的基本结构以正确的顺序，准确地反映对它们的所有改变。

一个“ 锁定” 可以认为是当某一进程需要防止其它进程做某事时获得的某种东西，当该进程不再关心此事时就 “释放 ”此锁定，通常一个锁定是加在某个 “资源 ”(某些客体，如表 )上的。

DM的内部锁定是自动完成的。当某一进程要查看一个客体但不允许其他人修改它时，就获得一个共享方式的锁定。当某一进程要修改一客体，并且防止任何其它进程修改它时，就获得更新方式的锁定。当某一进程要修改一客体，并且防止任何其它进程修改它或以共享方式封锁它时，就获得独占方式的锁定。

2.锁定类型

DM中的锁有三种，表锁、行锁和键范围锁。

表锁

表锁用来封锁表对象，在对表进行检索和更新时，DM会对表对象进行封锁，但是DM为用户提供手动的表锁语句，用户可以根据自己的需要改变对表的封锁类型。表锁的模式：意向共享锁 IS，意向排它锁 IX，共享锁 S，排它锁 X，共四种，其相容矩阵可定义如下表。

行锁

行锁封锁元组，在存取元组和更新元组前， DM会对元组上行锁，系统不提供手动的行封锁语句。行锁有两种模式：共享锁（S）、排它锁（X），其相容矩阵定义如下表。

键范围锁

键范围锁用在可串行事务上，主要解决了幻像读并发问题。键范围锁覆盖单个记录以及记录之间的范围，可以防止对事务访问的记录集进行幻像插入或删除。键范围锁仅用于在可串行隔离级别上操作的事务。

可串行性要求，如果任意一个查询在一个事务中后面的某一时刻再次执行，其所获取的行集应与该查询在同一事务中以前执行时所获得的行集相同。如果本查询试图提取的行不存在，则在试图访问该行的事务完成之前，其它事务不能插入该行。如果允许另一个事务插入该行，则它将以幻像出现。

如果另一个事务试图插入驻留在锁定数据页上的行，页级锁定可以防止添加幻像行，并维护可串行性。但是，如果该行要添加到未被第一个事务锁定的数据页，应设定锁定机制防止添加该行。

键范围锁通过覆盖索引行和索引行之间的范围来工作（而不是锁定整个基础表的行）。因为第二个事务在该范围内进行任何行插入、更新或删除操作时均需要修改索引，而键范围锁覆盖了索引项，所以在第一个事务完成之前会阻塞第二个事务的进行。

键范围锁由系统自行执行，执行的条件是： (1) 事务隔离级为可串行化级； (2) 查询结果通过某个索引得出。

用户上锁成功后锁将一直有效，直到当前事务结束时，该锁被系统自动解除。