事务并发控制

在数据库系统领域，并发控制机制主要有两种：锁和多版本机制。

加锁

一次性锁协议

事务开始时，即一次性申请所有的锁，之后不会再申请任何锁，如果其中某个锁不可用，则整个申请就不成功，事务就不会执行，在事务尾端，一次性释放所有的锁。一次性锁协议不会产生死锁的问题，但事务的并发度不高。

两阶段锁协议

整个事务分为两个阶段，前一个阶段为加锁，后一个阶段为解锁。在加锁阶段，事务只能加锁，也可以操作数据，但不能解锁，直到事务释放第一个锁，就进入解锁阶段，此过程中事务只能解锁，也可以操作数据，不能再加锁。

两阶段锁协议使得事务具有较高的并发度，因为解锁不必发生在事务结尾。它的不足是没有解决死锁的问题，因为它在加锁阶段没有顺序要求。如两个事务分别申请了A, B锁，接着又申请对方的锁，此时进入死锁状态。

树形协议

假设待加锁的数据项的集合满足一个偏序关系，访问数据项必须按此偏序关系的先后进行。如di->dj，则要想访问dj，必须先访问di。这种偏序关系导出一个有向无环图(DAG)，因此称为树形协议。

树形协议的规则有：

• 树形协议只有独占锁；
• 事务T第一次加锁可以对任何数据项进行；
• 此后，事务T对数据项Q的加锁前提是持有Q的父亲数据项的锁；
• 对数据项的解锁可以随时进行；
• 数据项被事务T加锁并解锁之后，就不能再被事务T加锁。

树形协议优缺点：

• 优点是并发度好，因为可以较早地解锁。并且没有死锁，因为其加锁都是顺序进行的。
• 缺点是对不需要访问的数据进行不必要的加锁。

时间戳排序协议

 

事务在加锁时存在粒度的区别：

如数据库锁，表锁，行锁，字段锁；页锁等。不同的数据库支持的锁粒度不同，BerkeleyDB支持页锁，即对数据项所在的内存页加锁。

事务的隔离等级

基本概念

• 脏读：又称无效数据读出。一个事务读取另外一个事务还没有提交的数据叫脏读。
• 不可重复读: 在同一个事务内，两个相同的查询，对同一条数据返回了不同的结果。
• 幻读： 在同一个事务内，两个相同的查询，返回的记录数不同。

隔离等级

• READ_UNCOMMITTED： 隔离等级最低，可以读取其他事务未提交的数据，导致脏读，更无法避免不可重复读和幻读。一般不采用。
• READ_COMMITTED： 只能读取其它事务已经提交的数据，可以避免脏读，但是无法避免不可重复读和幻读。
• REPEATABLE_READ： 只能读取当前事务开始之前已经提交的事务修改的数据，可以避免不可重复读，但是无法避免幻读。
• SERIALIZABLE_READ： 隔离等级最高，可以避免幻读，但是并发度大大减小。一般也不采用。

不可重复读和幻读

不可重复读和幻读看起来结果是一样的：在同一个事务中的两次查询得到了不同的结果。

但是从控制的角度来看是有很大区别的：

• 避免不可重复读只需要对查询限定的数据加锁，防止修改即可。在数据库中即加行锁即可。
• 避免幻读还需要对查询将要涉及的所有数据枷锁，防止增加和删除。在数据库中要加表锁才行。