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数据库三级封锁协议简述

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数据库三级封锁协议简述

我们⾸先来简单了解⼀下事务:事务⾸先是定义⼀组操作集,这组操作集要么都做,要么都不做。⽐如A向B转账100元,操作集为 (1)读取A账户⾦额              (2)A账户⾦额 - 100元              (3)读取B账户⾦额              (4)B账户⾦额 + 100元

如果这组操作集,没有都执⾏完,只执⾏了⼏条语句,就会导致数据库数据不⼀致性,钱不翼⽽飞了。

三级封锁协议,就是在⾼并发环境下,有多个事务同时执⾏,保证数据的⼀致性。⼀,⼆,三级协议分别解决了,丢失修改,读脏数据,和不可重复读问题。

1.⾸先我们来介绍⼀下基本封锁类型,就是⼈为的定义的规则,我们必须先知道规则。锁的类型:

X锁: (Exclusive Locks)排它锁,简记为X锁。S锁:(Share Locks)共享锁,简记为S锁。

规则如下:①如果⼀个事务对 数据A加上了X锁,则不再允许其他事务加X锁或者S锁(两把锁都不能加)。

     ②如果⼀个事务对 数据A加上了S锁,那么其他事务不能对该事务加X锁,可以对事务加S锁(可以加⼀把S锁)。记住这两条规则,就可以⽣成⼀个锁的相容矩阵:

      ⼀个事务对数据A加上了 X锁,那么另外⼀个事务对数据A,不能加X锁,不能加S锁。      ⼀个事务对数据A加上了S锁,那么另外⼀个事务对数据A,不能加X锁,可以加S锁。

2.了解了以上规则之后我们就来看三个案例:T1,T2 表⽰两个不同的事务,CPU在调度时,可以分配时间⽚给T1,T2执⾏,什么时候执⾏哪个事务的哪条语句是不确定的。其中R(x)表⽰从数据库读取x,W(x)表⽰往数据库写X。 T1 T2 ①时刻 R(A) = 100

②时刻         R(A) = 100③时刻 A = 100 -10

④时刻           R(A) = 100 - 30⑤时刻 W(A) = 90

⑥时刻           W(A) = 70

这就出现问题了,明明两个事务先 减10 ,再减30,总数应该是减40 ,结果为 60,这时候就发⽣了修改丢失。T1事务对A数据的修改丢失了。

重点来了,重点来了,重点来了 这时候来介绍数据库封锁⼀级协议协议规则如下:

⼀个事务对数据修改,需要加上X锁,直到这个事务结束,才把X锁释放。

T1 T2 ①时刻 Lock(A) //请求对A加锁

②时刻 R(A) = 100,A = 100 -10 ,W(A) = 90 等待 // 请求修改A,对A加锁,但是T1加的是X锁,其他事务不能再加锁,只能等待 ③时刻 Ulock(A)//释放X锁 等待

④时刻            Lock(A) //获得A锁

⑤时刻                             R(A)= 90,A=90-30,W(A)= 60   ⑥时刻                          Ulock(A)              

  

以上就是⼀级协议

3.接下来介绍⼆级封锁协议的规则如下:

  当⼀个事务写数据A时,需要加上X锁,当⼀个事务读数据A时,需要加上S锁读完⽴即释放S锁。例如下⾯这个读“脏”数据的 例⼦,看两个事务会出现什么问题

T1 T2      ①时刻 Lock(A)

②时刻  R(A) = 100,A = 100 -10,W(A) = 90     ③时刻                       R(A) = 90④时刻   rollback        ⑤时刻 Unlock(A)

⑥时刻  恢复A = 100    

T1事务先修改了A数据为90,然后T2事务读取到了数据90,但是后来T1 回滚了,⽽T2读到了错误的数据,这称为读“脏”数据。⽽根据⼆级封锁协议规定,在读数据之前需要请求 S 加锁,则如下⾯:

T1 T2 ①时刻 Lock(A)

②时刻  R(A) = 100, A = 100 -10,W(A) = 90   

③时刻             //请求加S锁,但是此时A加了X锁,不能加S锁,只能等待④时刻           等待⑤时刻 RollBack          等待     Unlock(A)

⑥时刻  恢复A= 100       Lock(A) //获得S锁⑦时刻             R(A) = 100               Unlock(A)

  

这样就解决了读脏数据的问题。

4.数据库三级封锁协议协议规则如下:

在读数据的时候,对于请求加S锁,直到事务结束,才释放S锁,⽽不是读完⽴即释放

⾸先,我们来看⼀下,“不可重复读”的情况,我们假设T1事务的任务就是读2次数据,且隔5s,只是个假设,意思就是没有读完2次A就不算T1事务结束

T1 T2

     Lock(A)//请求S锁①时刻 R(A) = 100      Unlock(A)

②时刻        Lock(A)//对A进⾏修改

③时刻 R(A)= 100 , A = 100 - 10 ,W(A)= 90 ④时刻           Unlock(A)⑤时刻 Lock(A)⑥时刻  R(A)= 90⑦时刻  Unlock(A)

  

这时候A两次读的数据不⼀致,出现了不可重复读的情况。

根据数据库三级封锁协议,协议的规则,修改如下

T1 T2      Lock(A)//请求S锁①时刻 R(A) = 100

②时刻        等待 //请求对A进⾏修改(加了S锁,就不能再加X锁)③时刻 等待

④时刻   R(A)= 100      等待 ⑤时刻 Unlock(A)         等待

⑥时刻                Lock(A)获得A数据锁

⑦时刻                R(A)= 100 , A = 100 - 10 ,W(A)= 90      ⑧时刻                Unlock(A)

 这就解决了不可重复读问题,以上就是对数据库三级协议的解释。

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