数据库是一个共享资源，可以提供多个用户使用。这些用户程序可以一个一个地串行执行，每个时刻只有一个用户程序运行，执行对数据库的存取，其他用户程序必须等到这个用户程序结束以后方能对数据库存取。但是如果一个用户程序涉及大量数据的输入/输出交换，则数据库系统的大部分时间处于闲置状态。因此，为了充分利用数据库资源，发挥数据库共享资源的特点，应该允许多个用户并行地存取数据库。但这样就会产生多个用户程序并发存取同一数据的情况，若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性，所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。并发控制机制的好坏是衡量一个数据库管理系统性能的重要标志之一。
DM用封锁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用户程序，但是所有用户程序都在彼此完全隔离的环境中运行。
一、并发控制的预备知识
(一) 并发控制概述
并发控制是以事务（transaction）为单位进行的。
1. 并发控制的单位――事务
事务是数据库的逻辑工作单位，它是用户定义的一组操作序列。一个事务可以是一组SQL 语句、一条SQL语句或整个程序。
事务的开始和结束都可以由用户显示的控制，如果用户没有显式地定义事务，则由数据库系统按缺省规定自动划分事务。
事务应该具有4种属性：原子性、一致性、隔离性和持久性。
（1）原子性
事务的原子性保证事务包含的一组更新操作是原子不可分的，也就是说这些操作是一个整体，对数据库而言全做或者全不做，不能部分的完成。这一性质即使在系统崩溃之后仍能得到保证，在系统崩溃之后将进行数据库恢复，用来恢复和撤销系统崩溃处于活动状态的事务对数据库的影响，从而保证事务的原子性。系统对磁盘上的任何实际数据的修改之前都会将修改操作信息本身的信息记录到磁盘上。当发生崩溃时，系统能根据这些操作记录当时该事
务处于何种状态，以此确定是撤销该事务所做出的所有修改操作，还是将修改的操作重新执行。
（2）一致性
一致性要求事务执行完成后，将数据库从一个一致状态转变到另一个一致状态。它是一种以一致性规则为基础的逻辑属性，例如在转账的操作中，各账户金额必须平衡，这一条规则对于程序员而言是一个强制的规定，由此可见，一致性与原子性是密切相关的。事务的一致性属性要求事务在并发执行的情况下事务的一致性仍然满足。它在逻辑上不是独立的，它由事务的隔离性来表示。
（3）隔离性
隔离性意味着一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。它要求即使有多个事务并发执行，看上去每个成功事务按串行调度执行一样。这一性质的另一种称法为可串行性，也就是说系统允许的任何交错操作调度等价于一个串行调度。串行调度的意思是每次调度一个事务，在一个事务的所有操作没有结束之前，另外的事务操作不能开始。由于性能原因，我们需要进行交错操作的调度，但我们也希望这些交错操作的调度的效果和某一个串行调度是一致的。DM实现该机制是通过对事务的数据访问对象加适当的锁，从而排斥其他的事务对同一数据库对象的并发操作。
（4）持久性
系统提供的持久性保证要求一旦事务提交，那么对数据库所做的修改将是持久的，无论发生何种机器和系统故障都不应该对其有任何影响。例如，自动柜员机（ATM）在向客户支付一笔钱时，就不用担心丢失客户的取款记录。事务的持久性保证事务对数据库的影响是持久的，即使系统崩溃。正如在讲原子性时所提到的那样，系统通过做记录来提供这一保证。
DM没有提供显式定义事务开始的语句，第一个可执行的SQL语句(除CONNECT语句外)隐含事务的开始，但事务的结束可以由用户显式的控制。在DM中以下几种情况都结束(正常，非正常)某一事务：
（1）当某一连接的属性设置为自动提交，每执行一条语句都会提交；
（2）遇到COMMIT/ROLLBACK语句，便提交/回滚一事务；
（3）当系统的DDL自动提交开关打开时（缺省为打开），遇到DDL语句则自动提交该DDL语句和以前的DML和DDL操作；
（4）事务所在的程序正常结束和用户退出；
（5）系统非正常终止时；
说明：DM在配置文件中提供了DDL语句的自动提交开关DDL_AUTO_COMMIT。当此配置项的值为1（缺省情况）时，所有DDL语句自动提交；当此配置项的值为0时，除CREATEDATABASE、ALTERDATABASE和CREATESCHEMA语句外的所有DDL语句都不自动提交。
DM中的一致性是以事务为基础的。DM通过提交和回滚分别用于将对数据库的修改永久化和废除，但是无论是提交和回滚，DM保证数据库在每个事务开始前、结束后是一致的。为了提高事务管理的灵活性，DM提供了设置保存点（SAVEPOINT）语句和回滚到保存点语句。保存点提供了一种灵活的回滚，事务在执行中可以回滚到某个保存点，在该保存点以前的操作有效，而以后的操作被回滚掉。
DM中的事务同样具有上述4个属性：原子性、一致性、隔离性和持久性。
2. 并发操作与数据的不一致性
如果没有锁定且多个用户同时访问一个数据库，则当他们的事务同时使用相同的数据时可能会发生问题，导致数据库中的数据的不一致性。
一个最常见的并发操作的例子是火车/飞机订票系统中的订票操作。例如，在该系统中的一个活动序列：
①甲售票员读出某航班的机票张数余额A，设A=16；
②乙售票员读出同一航班的机票张数余额A，也是16；
③甲售票员卖出一张机票，修改机票张数余额A=A-1=15,把A写回数据库；
④乙售票员也卖出一张机票，修改机票张数余额A=A-1=15,把A写回数据库。
结果明明卖出两张机票，数据库中机票余额只减少1。
这种情况称为数据库的不一致性。这种不一致性是由甲、乙两个售票员并发操作引起的。在并发操作情况下，对甲、乙两个事务操作序列的调度是随机的。若按上面的调度序列行，甲事务的修改就被丢失。这是由于第4步中乙事务修改A并写回覆盖了甲事务的修改。
并发操作带来的数据库不一致性可以分为四类：丢失或覆盖更新、脏读、不可重复读和幻像读，上例只是并发问题的一种。
（1）丢失或覆盖更新（lost update）
当两个或多个事务选择同一数据，并且基于最初选定的值更新该数据时，会发生丢失更新问题。每个事务都不知道其它事务的存在。最后的更新将重写由其它事务所做的更新，这将导致数据丢失。上面预定飞机票的例子就属于这种并发问题。事务1与事务2先后读入同一数据A=16，事务1执行A-1，并将结果A=15写回，事务2执行A-1，并将结果A=15写回。事务2提交的结果覆盖了事务1对数据库的修改，从而使事务1对数据库的修改丢失了。
（2）脏读
一个事务读取了另一个未提交的并行事务写的数据。当第二个事务选择其它事务正在更新的行时，会发生未确认的相关性问题。第二个事务正在读取的数据还没有确认并且可能由更新此行的事务所更改。换句话说，当事务1修改某一数据，并将其写回磁盘，事务2读取同一数据后，事务1由于某种原因被撤销，这时事务1已修改过的数据恢复原值，事务2读到的数据就与数据库中的数据不一致，是不正确的数据，称为脏读。
例如，在下图中，事务1将C值修改为200，事务2读到C为200，而事务1由于某种原因撤销，其修改作废，C恢复原值100，这时事务2读到的就是不正确的“脏“数据了。
（3）不可重复读（nonrepeatable read）
一个事务重新读取前面读取过的数据，发现该数据已经被另一个已提交的事务修改过。即事务1读取某一数据后，事务2对其做了修改，当事务1再次读数据时，得到的与第一次不同的值。
例如，在下图中，事务1读取B=100进行运算，事务2读取同一数据B，对其进行修改后将B=200写回数据库。事务1为了对读取值校对重读B，B已为200，与第一次读取值不一致。
（4）幻像读
如果一个事务在提交查询结果之前，另一个事务可以更改该结果，就会发生这种情况。这句话也可以这样解释，事务1按一定条件从数据库中读取某些数据记录后未提交查询结果，事务2删除了其中部分记录，事务1再次按相同条件读取数据时，发现某些记录神秘地消失了；或者事务1按一定条件从数据库中读取某些数据记录后未提交查询结果，事务2插入了一些记录，当事务1再次按相同条件读取数据时，发现多了一些记录。
产生上述四类数据不一致性的主要原因是并发操作破坏了事务的隔离性。并发控制就是要用正确的方式调度并发操作，使一个用户事务的执行不受其他事务的干扰，从而避免造成数据的不一致性。
3. 并发场景列举
结合SQL语句，列举各种并发情况（包括可能导致数据不一致性和对数据一致性不产生影响的情况）。A表示某一条数据，b和c都表示满足某一个标准的两条或多条数据，^表示“非”的意思，∈表示属于或包含于的意思，1表示第一个事务，2表示第二个事务。
(二) 并发操作的调度
计算机系统对并行事务中并行操作的调度是随机的，而不同的调度可能会产生不同的结果，那么哪个结果是正确的，哪个是不正确的呢？
如果一个事务运行过程中没有其他事务在同时运行，也就是说没有受到其他事务的干扰，那么就可能认为该事务的运行结果是正常的或者预想的，因此将所有事务串行起来的调度策略是正确的调度策略。虽然以不同的顺序串行执行事务也可能会产生不同的结果，但由于不会将数据库置于不一致状态，所以都可以认为是正确的。由此可以得到如下结论：几个事务的并行执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行它们的结果相同。我们称这种
并行调度策略为可串行化（serializable）的调度。可串行性（serializability）是并行事务正确性的唯一准则。
例如，现在有两个事务，分别包含下列操作：
事务1：读B；A=B+1；写回A；
事务2：读A；B=A+1；写回B；
假设A的初值为10，B的初值为2。下图给出了对这两个事务的三种不同的调度策略，（a）和（b）为两种不同的串行调度策略，虽然执行结果不同，但他们都是正确的调度。（c）中两个事务是交错执行的，由于执行结果与（a）、（b）的结果都不同，所以是错误的调度。（d）中的两个事务也是交错执行的，由于执行结果与串行调度1（图（a））的执行结果相同，所以是正确的调度。
为了保证并行操作的正确性，DBMS的并行控制机制必须提供一定的手段来保证调度是可串行化的。
从理论上讲，在某一事务执行时禁止其他事务执行的调度策略一定是可串行化的调度，这也是最简单的调度策略，但这种方法实际上是不可行的，因为它使用户不能充分共享数据库资源。
目前DBMS普遍采用封锁方法（悲观方法，DM采用的就是这种方法，SQL Server也是采用的这种方法）来保证调度的正确性；即保证并行操作调度的可串行性。除此之外还有其他一些方法，如时标方法、乐观方法等。
?悲观并发控制
锁定系统阻止用户以影响其它用户的方式修改数据。如果用户执行的操作导致应用了某个锁，则直到这个锁的所有者释放该锁，其它用户才能执行与该锁冲突的操作。该方法主要用在数据争夺激烈的环境中，以及出现并发冲突时用锁保护数据的成本比回滚事务的成本低的环境中，因此称该方法为悲观并发控制。
?乐观并发控制
在乐观并发控制中，用户读数据时不锁定数据。在执行更新时，系统进行检查，查看另一个用户读过数据后是否更改了数据。如果另一个用户更新了数据，将产生一个错误。一般情况下，接收错误信息的用户将回滚事务并重新开始。该方法主要用在数据争夺少的环境内，以及偶尔回滚事务的成本超过读数据时锁定数据的成本的环境内，因此称该方法为乐观并发控制。
?时标并发控制
时标和封锁技术之间的基本区别是封锁是使一组事务的并发执行（即交叉执行）同步，使用它等价于这些事务的某一串行操作；时标法也是使用一组事务的交叉执行同步，但是使它等价于这些事务的一个特定的串行执行，即由时标的时序所确定的一个执行。如果发生冲突，是通过撤销并重新启动一个事务解决的。事务重新启动，则赋予新的时标。
(三) 封锁
封锁是事项并发控制的一个非常重要的技术。所谓封锁就是事务T在对某个数据对象，例如，在标、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T就对数据库对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其他事务不能更新此数据对象。
1. 封锁类型
DBMS通常提供了多种数据类型的封锁。一个事务对某个数据对象加锁后究竟拥有什么样的控制是由封锁类型决定的。基本的封锁类型有两种：排他锁（exclusive lock，简记为X 锁）和共享锁（share lock简记为S锁）
排他锁又称为写锁。若事务T对数据对象A加上X锁，则只允许T读取和修改A，其他任何事务都不能再对A加任何类型的锁，直到T释放A上的锁。这就保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A。
共享锁又称为读锁。若事务T对数据对象A加上S锁，则其他事务只能再对A加S锁，而不能加X锁，直到T释放A上的锁。这就保证了其他事务可以读A，但在T释放A上的S 锁之前不能对A做任何修改。
排他锁与共享锁的控制方式可以用下图的相容矩阵来表示。
在下图的封锁类型相容矩阵中，最左边一列表示事务T1已经获得的数据对象上的锁的类型，其中横线表示没有加锁。最上面一行表示另一事务T2对同一数据对象发出的封锁请求。T2的封锁请求能否被满足用Y和N表示，其中Y表示事务T2的封锁要求与T1已持有的锁相容，封锁请求可以满足。N表示T2的封锁请求与T1已持有的锁冲突，T2请求被拒绝。
2. 封锁粒度
X锁和S锁都是加在某一个数据对象上的。封锁的对象可以是逻辑单元，也可以是物理单元。例如，在关系数据库中，封锁对象可以是属性值、属性值集合、元组、关系、索引项、整个索引、整个数据库等逻辑单元；也可以是页（数据页或索引页）、块等物理单元。封锁对象可以很大，比如对整个数据库加锁，也可以很小，比如只对某个属性值加锁。封锁对象的大小称为封锁的粒度（granularity）。
封锁粒度与系统的并发度和并发控制的开销密切相关。封锁的粒度越大，系统中能够被封锁的对象就越小，并发度也就越小，但同时系统开销也越小；相反，封锁的粒度越小，并发度越高，但系统开销也就越大。
因此，如果在一个系统中同时存在不同大小的封锁单元供不同的事务选择使用是比较理想的。而选择封锁粒度时必须同时考虑封锁机构和并发度两个因素，对系统开销与并发度进行权衡，以求得最优的效果。一般说来，需要处理大量元组的用户事务可以以关系为封锁单元；需要处理多个关系的大量元组的用户事务可以以数据库为封锁单位；而对于一个处理少量元组的用户事务，可以以元组为封锁单位以提高并发度。
3. 封锁协议
封锁的目的是为了保证能够正确地调度并发操作。为此，在运用X锁和S锁这两种基本封锁，对一定粒度的数据对象加锁时，还需要约定一些规则，例如，应何时申请X锁或S锁、持锁时间、何时释放等。我们称这些规则为封锁协议（locking protocol）。对封锁方式规定不同的规则，就形成了各种不同的封锁协议，它们分别在不同的程度上为并发操作的正确调度提供一定的保证。本节介绍保证数据一致性的三级封锁协议和保证并行调度可串行性的两段锁协议，下一节将介绍避免死锁的封锁协议。
（5）保证数据一致性的封锁协议――三级封锁协议
对并发操作的不正确调度可能会带来四种数据不一致性：丢失或覆盖更新、脏读、不可重复读和幻想读。三级封锁协议分别在不同程度上解决了这一问题。
①1级封锁协议
1级封锁协议的内容是：事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放。事务结束包括正常结束（commit）和非正常结束（rollback）。
1级封锁协议可以防止丢失或覆盖更新，并保证事务T是可以恢复的。例如，下图使用1
级封锁协议解决了定飞机票例子的丢失更新问题。
上图中，事务1在读A进行修改之前先对A加X锁，当事务2再请求对A加X锁时被拒绝，
只能等事务1释放A上的锁。事务1修改值A=15写回磁盘，释放A上的X锁后，事务2获得对A的X锁，这时他读到的A已经是事务1更新过的值15，再按此新的A值进行运算，并将结果值A=14回到磁盘。这样就避免了丢失事务1的更新。
在1级封锁协议中，如果仅仅是读数据不对其进行修改，是不需要加锁的，所以它不能保证可重复读和脏读。
②2级封锁协议
2级封锁协议的内容是：1级封锁协议加上事务T在读取数据R之前必须先对其加S锁，读完后即可释放S锁。
2级封锁协议除防止了丢失或覆盖更新，还可进一步防止脏读。例如，下图使用2级封锁协议解决了脏读的问题。
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下图中，事务1在对C进行修改之前，先对C加X锁，修改其值后写回磁盘。这时事务2请求C加上S锁，因T1已在C上加了X锁，事务2只能等待事务1释放它。之后事务1因某种原因被撤销，C恢复为原值100，并释放C上的X锁。事务2获得C上的S锁，读C=100。这就避免了事务2脏读数据。
在2级封锁协议中，由于读完数据后即可释放S锁，所以它不能保证可重复读。
③3级封锁协议
3级封锁协议的内容是：1级封锁协议加上事务T在读取数据之前必须先对其加S锁，直到事务结束才释放。
3级封锁协议除防止丢失或覆盖更新和不脏读数据外，还进一步防止了不可重复读和幻想读。例如下图，使用3级封锁协议解决了不可重复读和幻像读问题。
上图中，事务1在读A，B之前，先对A，B加S锁，这样其他事务只能再对A，B加S锁，而不能加X锁，即其他事务只能读A，B，而不能修改它们。所以当事务2为修改B而申请
对B的X锁时被拒绝，使其他无法执行修改操作，只能等待事务1释放B上的锁。接着事务1为验算再读A，B，这时读出的B仍是100，求和结果仍为150，即可重复读。
上述三级协议的主要区别在于什么操作需要申请封锁以及何时释放锁（即持锁时间）。三级封锁协议可以总结为下表。
（6）保证并行调度可串行性的封锁协议――两段封锁协议
可串行性是并行调度正确性的唯一准则，两段锁（two-phase locking，简称2PL）协议是为保证并行调度可串行性而提供的封锁协议。
两段封锁协议规定：
①在对任何数据进行读、写操作之前，事务首先要获得对该数据的封锁，而且②在释放一个封锁之后，事务不再获得任何其他封锁。
所谓“两段”锁的含义是，事务分为两个阶段，第一阶段是获得封锁，也称为扩展阶段，第二阶段是释放封锁，也称为收缩阶段。
例如，事务1的封锁序列是：
S lock A... Slock B… Xlock C… Unlock B… Unlock A… Unlock C;
事务2的封锁序列是：
Slock A... Unlock A… Slock B… Xlock C… Unlock C… Unlock B;
则事务1遵守两段封锁协议，而事务2不遵守两段封锁协议。
可以证明，若并行执行的所有事务均遵守两段锁协议，则对这些事务的所有并行调度策略都是可串行化的。因此我们得出如下结论：所有遵守两段锁协议的事务，其并行的结果一定是正确的。
需要说明的是，事务遵守两段锁协议是可串行化调度的充分条件，而不是必要条件。即可串行化的调度中，不一定所有事务都必须符合两段封锁协议。例如，在下图中，（a）和（b）都是可串行化的调度，但（a）遵守两段锁协议，（b）不遵守两段锁协议。
4. 死锁和活锁
封锁技术可以有效地解决并行操作的一致性问题，但也带来一些新的问题，即死锁和活锁的问题。
（1）活锁
如果事务T1封锁了数据对象R后，事务T2也请求封锁R，于是T2等待。接着T3也请求封锁R。T1释放R上的锁后，系统首先批准了T3的请求，T2只得继续等待。接着T4也请求封锁R，T3释放R上的锁后，系统又批准了T4的请求……，T2有可能就这样永远等待下去。这就是活锁的情形，如下图所示。
避免活锁的简单方法是采用先来先服务的策略。当多个事务请求封锁同一数据对象时，封锁子系统按请求封锁的先后次序对这些事务排队，该数据对象上的锁一旦释放，首先批准申请队列中第一个事务获得锁。
（2）死锁
如果事务T1封锁了数据A，事务T2封锁了数据B。之后T1又申请封锁数据B，因T2已封锁了B，于是T1等待T2释放B上的锁。接着T2又申请封锁A，因T1已封锁了A，T2也只能等待T1释放A上的锁。这样就出现了T1在等待T2，而T2又在等待T1的局面，T1和T2两个事务永远不能结束，形成死锁。如下图所示。
死锁问题在操作系统和一般并行处理中已做了深入研究，但数据库系统有其自己的特点，操作系统中解决死锁的方法并不一定合适数据库系统。
目前在数据库中解决死锁问题主要有两类方法，一类方法是采取一定措施来预防死锁的发生，另一类方法是允许发生死锁，采用一定手段定期诊断系统中有无死锁，若有则解除之。
①死锁的预防
在数据库系统中，产生死锁的原因是两个或多个事务都已封锁了一些数据对象，然后又都请求对已为其他事务封锁的数据对象加锁，从而出现死锁等待。防止死锁的发生其实就是要破坏产生死锁的条件。预防死锁通常有两种方法。
◆一次封锁法
一次封锁法要求每个事务必须一次将所有要使用的数据全部加锁，否则就不能继续执行。例如，在上图的例子中，如果事务T1将数据对象A和B一次加锁，T1就可以执行下去，而T2等待。T1执行完后释放A，B上的锁，T2继续执行。这样就不会发生死锁。
一次封锁法虽然可以有效地防止死锁的发生，但也存在问题。第一，一次就将以后要用到的全部数据加锁，势必扩大了封锁的范围，从而降低了系统的并发度。第二，数据库中数据是不断变化的，原来不要求封锁的数据，在执行过程中可能会变成封锁对象，所以很难实现精确地确定每个事务所要封锁的数据对象，只能采取扩大封锁范围，将事务在执行过程中可能要封锁的数据对象全部加锁，这就进一步降低了并发度。
◆顺序封锁法
顺序封锁法是预先对数据对象规定一个封锁顺序，所有事务都按这个顺序执行封锁。在上例中，我们规定封锁顺是A，B，T1和T2都按此顺序封锁，即T2也必须先封锁A。当T2请求A的封锁时，由于T1已经封锁住A，T2就只能等待。T1释放A，B上的锁后，T2继续运行。这样就不会发生死锁。
顺序封锁法同样可以有效地防止死锁，但也同样存在问题。第一，数据库系统中可封锁的数据对象及其众多，并且随数据的插入、删除等操作而不断地变化，要维护这样极多而且变化的资源的封锁顺序非常困难，成本很高。
第二，事务的封锁请求可以随着事务的执行而动态地决定，很难事先确定每一个事务要封锁哪些对象，因此也就很难按规定的顺序取施加封锁。例如，规定数据对象的封锁顺序为A，B，C，D，E。事务T3起初要求封锁数据对象B，C，E，但当它封锁B，C后，才发现还
需要封锁A，这样就破坏了封锁顺序。
可见，在操作系统中广为采用的预防死锁的策略并不很适合数据库的特点，因此DBMS在解决死锁的问题上更普遍采用的是诊断并解除死锁的方法。
②死锁的诊断与解除
数据库系统中诊断死锁的方法与操作系统类似，即使用一个事务等待图，它动态地反映所有事务的等待状况。并发控制子系统周期性地（比如每隔1分钟）检测事务等待图，如果发现图中存在回路，则表示系统中出现了死锁。关于诊断死锁的详细讨论请参阅操作系统的有关书籍。
DBMS的并发控制子系统一旦检测到系统中存在死锁，就要设法解除。通常采用的方法是选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤销，释放此事务持有的所有的锁，使其他事务能继续运行下去。
二、DM的并发控制
(一) 事务隔离级
事务的隔离级描述了给定事务的行为对其它并发执行事务的暴露程度。SQL-92共规定了四种隔离级别，通过选择四个隔离级中的一个，用户能增加对其它未提交事务的暴露程度，获得更高的并发度。隔离级别是一个事务必须与其它事务进行隔离的程度。
SQL-92的四种隔离级别如下所示，DM支持所有这些隔离级别：
（1）脏读（READ UNCOMMITTED）：事务隔离的最低级别，事务可能查询到其它事务未提交的数据，仅可保证不读取物理损坏的数据）。
（2）读提交（READ COMMITTED）：DM默认级别，保证不读脏数据。
（3）可重复读（REPEATABLE READ）：保证不可重复读，但有可能读入幻像数据。（4）可串行化（SERIALIZABLE）：事务隔离的最高级别，事务之间完全隔离。
DM允许用户改变未启动的事务的隔离级和读写特性，而且设置的选项将一直对那个连接保持有效，直到显式更改该选项为止。设置事务隔离级别虽然使程序员承担了某些完整性问题所带来的风险，但可以换取对数据更大的并发访问权。与以前的隔离级别相比，每个隔离级别都提供了更大的隔离性，但这是通过在更长的时间内占用更多限制锁换来的。DM还提供设置事务只读属性的语句，使用该语句后该事务只能做查询操作，不能更新数据库。
需要注意的是，事务的隔离级别并不影响事务查看本身对数据的修改，也就是说，事务总可以查看自己对数据的修改。事务的隔离级别需要根据实际需要设定，较低的隔离级别可以增加并发，但代价是降低数据的正确性。相反，较高的隔离级别可以确保数据的正确性，但可能对并发产生负面影响。应用程序要求的隔离级别确定了DM使用的锁定行为。
下表中列出四种隔离级别允许不同类型的现象
注意：丢失或覆盖更新在所有的标准SQL隔离级中都是禁止的。
(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。
3. 锁定类型比较
4. SQL语句锁定分析
DM对各种DDL和GRANT 等非DML 语句都分解为增、删、改。下表为DM对各种DML 语句和查询语句的封锁策略。
表：SQL语句封锁策略
注：S* 表示瞬时锁，在语句结束后释放；Range表示键范围锁。
上表只是系统在一般情况下的处理，当系统检测到有锁升级的可能，则会升级锁。一般而言，IS锁升级为S锁，IX锁升级为X锁，同时，不再进行行封锁。
5. 自定义锁定提高系统效率
DM也提供了两个函数SET_TABLE_OPTION([db.][sch.]tablename, option, value) 、SET_INDEX_OPTION([db.]indexname, option, value)（具体语法参见《DM_SQL语言使用手册》第8 章）供用户自行定义锁定类型，以增强系统并发度，提高系统效率。这两个函数是为那些清楚地知道特定类型的锁适用于何种情况的专家级用户提供的。
函数SET_TABLE_OPTION() 用于禁用指定表上的页级锁、行级锁或同时禁用二者，这一设置对该表上的所有索引都生效。函数SET_INDEX_OPTION() 则用于禁用某一索引上的页级锁、行级锁或同时禁用二者。
例如，当用户只需要修改索引中某定长字段时，修改操作不会造成B 树的分裂与合并，此时就可以禁用该索引的页级锁。又如，当所有的用户都只做插入操作时，用户之间并不会对同一元组进行操作，此时就可以禁用行级锁。当用户能保证不对表进行增、删、改，而只是进行查询时，则可以同时禁用该表上的页级锁和行级锁，此时并发度最高。
6. 死锁处理
解决死锁问题的三种方法：预防死锁、检测死锁及避免死锁。死锁预防要求用户进程事先申报所需的资源或按严格的规程申请资源，而死锁检测原则上应允许死锁发生，在适当的时机检查，若发生死锁，则设法排除之。与预防死锁相比，后者过于放手，致使死锁频繁。而避免死锁则以事务撤消为前提，当不能获得资源批准时，立刻进行死锁检测。它既不象预防死
锁那样过于保守，也不象死锁检测那样过于放开，由于检测及时，由归纳法可知，在已获准等待的事务中，不可能存在死锁，所以检测算法比较简单。
DM4系统采用的是避免死锁方法。每当一个事务所申请占有的资源不能被立即获得时，便进行死锁检测，不存在死锁，则该事务入等待队列。否则，DM4视为产生运行时错误，将当前语句回滚。采用这种机制，从用户的角度看，DM4不存在解锁问题。
7. 加索引和不加索引的封锁区别
加索引和不加索引的情况下，DM的封锁机制会影响到实际的封锁范围。索引的作用就在于，可以在查询中减少对无关数据的扫描。而在一般的隔离级中，总是要对扫描到的数据进行封锁。所以，利用索引可以减少封锁的数量，冲突的可能性也会大大减少。
服务器高并发解决方案 篇一：JAVA WEB高并发解决方案 java处理高并发高负载类网站中数据库的设计方法（java教程,java处理大量数据，java高负载数据）一：高并发高负载类网站关注点之数据库没错,首先是数据库,这是大多数应用所面临的首个SPOF。尤其是的应用，数据库的响应是首先要解决的。 一般来说MySQL是最常用的，可能最初是一个mysql 主机，当数据增加到100万以上，那么，MySQL的效能急剧下降。常用的优化措施是M-S（主-从）方式进行同步复制，将查询和操作和分别在不同的服务器上进行操作。我推荐的是M-M-Slaves方式，2个主Mysql，多个Slaves，需要注意的是，虽然有2个Master，但是同时只有1个是Active，我们可以在一定时候切换。之所以用2个M，是保证M不会又成为系统的SPOF。 Slaves可以进一步负载均衡，可以结合LVS,从而将select操作适当的平衡到不同的slaves上。 以上架构可以抗衡到一定量的负载，但是随着用户进一步增加，你的用户表数据超过1千万，这时那个M变成了SPOF。你不能任意扩充Slaves，否则复制同步的开销将直线上升，怎么办？我的方法是表分区，从业务层面上进行分区。最简单的，以用户数据为例。根据一定的切分方式，比如id，
切分到不同的数据库集群去。 全局数据库用于meta数据的查询。缺点是每次查询，会增加一次，比如你要查一个用户nightsailer,你首先要到全局数据库群找到nightsailer对应的cluster id，然后再到指定的cluster找到nightsailer的实际数据。 每个cluster可以用m-m方式，或者m-m-slaves方式。这是一个可以扩展的结构，随着负载的增加，你可以简单的增加新的mysql cluster进去。 需要注意的是： 1、禁用全部auto_increment的字段 2、id需要采用通用的算法集中分配 3、要具有比较好的方法来监控mysql主机的负载和服务的运行状态。如果你有30台以上的mysql数据库在跑就明白我的意思了。 4、不要使用持久性链接（不要用pconnect）,相反，使用sqlrelay这种第三方的数据库链接池，或者干脆自己做，因为php4中mysql的链接池经常出问题。 二：高并发高负载网站的系统架构之HTML静态化 其实大家都知道，效率最高、消耗最小的就是纯静态化 /shtml/XX07/的html页面，所以我们尽可能使我们的网站上的页面采用静态页面来实现，这个最简单的方法其实
第九章．数据库系统恢复和并发控制技术 习题： 一．填空题 1．数据库保护包含数据的。 2．是DBMS的基本单位，它是用户定义的一组逻辑一致的程序序列。 3．DBMS的并发控制的主要方法是机制。 4．有两种基本的锁，它们是和。 5．对并发操作若不加以控制，可能带来的不一致性有、和。 6．数据库系统在运行过程中，可能会发生故障，故障主要有、、介质故障和四类。 7．数据库系统是利用存储在外存上其他地方的来重建被破坏的数据库，它主要有两种：和。 二．选择题 1．下面哪个不是数据库系统必须提供的数据控制功能。 A.安全性 B.可移植性 C.完整性 D.并发控制 2．事务的原子性是指。 A.事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做 B.事务一旦提交，对数据库的改变是永久的 C.一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的 D.事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态 3．多用户的数据库系统的目标之一是使它的每个用户好像面对着一个单用户的数据库一样使用它，为此数据库系统必须进行。 A.安全性控制 B.完整性控制 C.并发控制 D.可靠性控制 4．设有两个事务T1、T2，其并发操作如下图所示，下面评价正确的是________。 T1 T2 ①读A=10 ②读A=10 ③A=A-5写回 ④A=A-8写回
A该操作不存在问题B该操作丢失修改 C该操作不能重复读D该操作读“脏”数据 5．若事务T对数据R已加X锁，则其他对数据R 。 A.可以加S锁，不能加X锁 B.不能加S锁，可以加X锁 C.可以加S锁，也可以加X锁 D.不能加任何锁 6．对并发控制不加以控制，可能会带来。 A.不安全 B.死锁 C.死机 D.不一致 7．用来记录对数据库中数据进行的每一次更新操作。 A.后援副本 B.日志文件 C.数据库 D.缓冲区 三．简答题 1．试述事务的概念和事务的四个特性。 2．数据库中为什么要有恢复子系统，它的功能是什么？ 3．数据库运行中可能发生的故障有哪几类？哪些故障影响事务的正常执行？哪些故障破坏数据库数据？ 4．数据库恢复的基本技术有哪些？ 5．登记日志文件时，为什么必须先写日志文件，后写数据库？ 6．在数据库中为什么要并发控制？ 7．什么是封锁？ 8．基本的封锁有哪几种？试述它们的含义。 9．不同封锁协议与系统一致性级别的关系是什么？ 10．请给出预防死锁的若干方法。 11．什么样的并发调度是正确的调度？ 12．试述两段锁协议的概念。
数据库审计系统技术建议书
目次 1.综述 (1) 2.需求分析 (1) 2.1.内部人员面临的安全隐患 (2) 2.2.第三方维护人员的威胁 (2) 2.3.最高权限滥用风险 (2) 2.4.违规行为无法控制的风险 (2) 2.5.系统日志不能发现的安全隐患 (2) 2.6.系统崩溃带来审计结果的丢失 (3) 3.审计系统设计方案 (3) 3.1.设计思路和原则 (3) 3.2.系统设计原理 (4) 3.3.设计方案及系统配置 (14) 3.4.主要功能介绍 (5) 3.4.1.数据库审计........................ 错误!未定义书签。 3.4.2.网络运维审计 (9) 3.4.3.OA审计............................ 错误!未定义书签。 3.4.4.数据库响应时间及返回码的审计 (9) 3.4.5.业务系统三层关联 (9) 3.4.6.合规性规则和响应 (10) 3.4.7.审计报告输出 (12) 3.4.8.自身管理 (13) 3.4.9.系统安全性设计 (14) 3.5.负面影响评价 (16) 3.6.交换机性能影响评价 (17) 4.资质证书.......................... 错误!未定义书签。
1.综述 随着计算机和网络技术发展，信息系统的应用越来越广泛。数据库做为信息技术的核心和基础，承载着越来越多的关键业务系统，渐渐成为商业和公共安全中最具有战略性的资产，数据库的安全稳定运行也直接决定着业务系统能否正常使用。 围绕数据库的业务系统安全隐患如何得到有效解决，一直以来是IT治理人员和DBA们关注的焦点。做为资深信息安全厂商，结合多年的安全研究经验，提出如下解决思路： 管理层面：完善现有业务流程制度，明细人员职责和分工，规范内部员工的日常操作，严格监控第三方维护人员的操作。 技术层面：除了在业务网络部署相关的信息安全防护产品（如FW、IPS 等），还需要专门针对数据库部署独立安全审计产品，对关键的数据库操作行为进行审计，做到违规行为发生时及时告警，事故发生后精确溯源。 不过，审计关键应用程序和数据库不是一项简单工作。特别是数据库系统，服务于各有不同权限的大量用户，支持高并发的事务处理，还必须满足苛刻的服务水平要求。商业数据库软件内置的审计功能无法满足审计独立性的基本要求，还会降低数据库性能并增加管理费用。 2.需求分析 随着信息技术的发展，XXX已经建立了比较完善的信息系统，数据库中承载的信息越来越受到公司相关部门、领导的重视。同时数据库中储存着诸如XXX等极其重要和敏感的信息。这些信息一旦被篡改或者泄露，轻则造成企业或者社会的经济损失，重则影响企业形象甚至社会安全。 通过对XXX的深入调研，XXX面临的安全隐患归纳如下：
第九、十章 一、选择 1 ?下面哪个不是数据库系统必须提供的数据控制功能：___________ A安全性B可移植性C完整性D 并发控制 2 ?保护数据库，防止未经授权的或不合法的使用造成的数据泄露、更改破坏。 这是指数据的 ____ o A安全性B完整性C并发控制D恢复 3 ?数据库系统中，对存取权限的定义称为_______ o A命令B授权C定义D 审计 4. 年龄限制在16~25之间这种约束属于DBMS的 ___________ 能。 A安全性B完整性C并发控制D恢复 5. “授权”和“撤权”是DBS采用的_____ 措施。 A安全性B完整性C并发控制D恢复 二、填空 1 .数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。 2. 完整性约束分为实体完整性、参照完整性和用户自定义的完整性。 3. 为了保护数据库的实体完整性，当用户程序对主码进行更新使主码值不唯一时， DBMS就拒绝此操作。 4. 实体完整性是指在基本表中主码属性不能取空值。 5. 在SQL语言中，为了数据库的安全性，设置了对数据的存取进行控制的语 句，对用户授权使用GRANT语句，收回所授的权限使用REVOKE语句。 6. 安全性控制的一般方法有用户标识和鉴定、存取控制、审计、数据加密和视图 的保护五级安全措施。 6. 存取权限包括两个方面的内容，一个是要存取的数据对象，另一个是对此数据 对象进行操作的类型。 7. 授权编译系统和合法权检查机制一起组成了安全性子系统。 8. 保护数据安全性的一般方法是设置用户标识和存取权限控制。 9. 数据库的完整性是指正确性和相容性。 10. 数据库保护包含数据的安全性、完整性、并发控制、恢复。
第八章数据库并发控制 一、选择题 1．为了防止一个用户的工作不适当地影响另一个用户，应该采取（）。 A. 完整性控制 B. 访问控制 C. 安全性控制 D. 并发控制 2. 解决并发操作带来的数据不一致问题普遍采用（）技术。 A. 封锁 B. 存取控制 C. 恢复 D. 协商 3．下列不属于并发操作带来的问题是（）。 A. 丢失修改 B. 不可重复读 C. 死锁 D. 脏读 4．DBMS普遍采用（）方法来保证调度的正确性。 A. 索引 B. 授权 C. 封锁 D. 日志 5．事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放， 这是（）。 A. 一级封锁协议 B. 二级封锁协议 C. 三级封锁协议 D. 零级封锁协议 6．如果事务T获得了数据项Q上的排他锁，则T对Q（）。 A. 只能读不能写 B. 只能写不能读 C. 既可读又可写 D. 不能读也不能写 7．设事务T1和T2，对数据库中地数据A进行操作，可能有如下几种情况， 请问哪一种不会发生冲突操作（）。 A. T1正在写A，T2要读A B. T1正在写A，T2也要写A C. T1正在读A，T2要写A D. T1正在读A，T2也要读A 8．如果有两个事务，同时对数据库中同一数据进行操作，不会引起冲突的操作是（）。 A. 一个是DELETE，一个是SELECT B. 一个是SELECT，一个是DELETE C. 两个都是UPDATE D. 两个都是SELECT 9．在数据库系统中，死锁属于（）。 A. 系统故障 B. 事务故障 C. 介质故障 D. 程序故障 二、简答题 1. 在数据库中为什么要并发控制？ 答：数据库是共享资源，通常有许多个事务同时在运行。 当多个事务并发地存取数据库时就会产生同时读取和/或修改同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。 2. 并发操作可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致的情况？ 答：并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读“脏”数据。
黑马程序员：高并发解决方案 一、什么是高并发 高并发（High Concurrency）是互联网分布式系统架构设计中必须考虑的因素之一，它通常是指，通过设计保证系统能够同时并行处理很多请求。高并发相关常用的一些指标有响应时间（Response Time），吞吐量（Throughput），每秒查询率QPS（Query Per Second），并发用户数等。 响应时间：系统对请求做出响应的时间。例如系统处理一个HTTP请求需要200ms，这个200ms就是系统的响应时间。 吞吐量：单位时间内处理的请求数量。 QPS：每秒响应请求数。在互联网领域，这个指标和吞吐量区分的没有这么明显。并发用户数：同时承载正常使用系统功能的用户数量。例如一个即时通讯系统，同时在线量一定程度上代表了系统的并发用户数。 二、什么是秒杀 秒杀场景一般会在电商网站举行一些活动或者节假日在12306网站上抢票时遇到。对于电商网站中一些稀缺或者特价商品，电商网站一般会在约定时间点对其进行限量销售，因为这些商品的特殊性，会吸引大量用户前来抢购，并且会在约定的时间点同时在秒杀页面进行抢购。
此种场景就是非常有特点的高并发场景，如果不对流量进行合理管控，肆意放任大流量冲击系统，那么将导致一系列的问题出现，比如一些可用的连接资源被耗尽、分布式缓存的容量被撑爆、数据库吞吐量降低，最终必然会导致系统产生雪崩效应。 一般来说，大型互联网站通常采用的做法是通过扩容、动静分离、缓存、服务降级及限流五种常规手段来保护系统的稳定运行。 三、扩容 由于单台服务器的处理能力有限，因此当一台服务器的处理能力接近或已超出其容量上限时，采用集群技术对服务器进行扩容，可以很好地提升系统整体的并行处理能力，在集群环境中，节点的数量越多，系统的并行能力和容错性就越强。在无状态服务下，扩容可能是迄今为止效果最明显的增加并发量的技巧之一。从扩容方式角度讲，分为垂直扩容（scale up）和水平扩容（scale out）。垂直扩容就是增加单机处理能力，怼硬件，但硬件能力毕竟还是有限；水平扩容说白了就是增加机器数量，怼机器，但随着机器数量的增加，单应用并发能力并不一定与其呈现线性关系，此时就可能需要进行应用服务化拆分了。 从数据角度讲，扩容可以分为无状态扩容和有状态扩容。无状态扩容一般就是指我们的应用服务器扩容；有状态扩容一般是指数据存储扩容，要么将一份数据拆分成不同的多份，即sharding，要么就整体复制n份，即副本。sharding遇
数据库第八章并发控制 并发控制习题1．在数据库中为什么要并发控制？2．并发操作可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致的情况？3．什么是封锁？4．基本的封锁类型有几种？试述他们的含义。5．如何用封锁机制保证数据的一致性？6．什么是封锁协议？不同级别的封锁协议的主要区别是什么？7．不同封锁协议与系统一致性级别的关系是什么？8．什么是活锁？什么是死锁？9．试述活锁的产生原因和解决方法。10．请给出预防死锁的若干方法。11．请给出预测死锁发生的一种方法，当发生死锁后如何接触死锁？12．什么样的并发调度是正确的调度？13．设T1，T2，T3是如下3个事务：T1：A：=A+2；T2：A：=A*2；T3：A：= A**2；(A?A2) 设A的初值为0。
若这3个事务允许并行执行，则有多少可能的正确结果，请一一列举出来。请给出一个可串行化的调度，并给出执行结果。请给出一个非串行化的调度，并给出执行结果。若这3个事务都遵守两段锁协议，请给出一个不产生死锁的可串行化调度。若这3个事务都遵守两段锁协议，请给出一个产生死锁的调度。14．试述两段锁协议的概念。15．试证明，若并发事务遵守两段锁协议，则对这些事务的并发调度是可串行化的16．举例说明，对并发事务的一个调度是可串行化的，而这些事务不一定遵守两段锁协议。17．为什么要引进意向锁？意向锁的含义是什么？18．试述常用的意向锁：IS锁、IX锁、SIX锁，给出这些锁的相容矩阵。19．理解并解释下列术语的含义：封锁、活锁、死锁、排他锁、共享锁、并发事务的调度、可串行化的调度、两段锁协议。*20．试述你了解的某一个实际的DBMS产品的并发控制机制。参
第11章并发控制 1 ．在数据库中为什么要并发控制？ 答：数据库是共享资源，通常有许多个事务同时在运行。当多个事务并发地存取数据库时就会产生同时读取和／或修改同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。 2 ．并发操作可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致的情况？ 答：并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读“脏’夕数据。( l ）丢失修改（lost update ) 两个事务Tl 和T2读入同一数据并修改，T2提交的结果破坏了（覆盖了）Tl 提交的结果，导致Tl 的修改被丢失。( 2 ）不可重复读（Non 一Repeatable Read ) 不可重复读是指事务Tl 读取数据后，事务几执行更新操作，使Tl 无法再现前一次读取结果。( 3 ）读“脏”数据（Dirty Read ) 读“脏’夕数据是指事务Tl 修改某一数据，并将其写回磁盘，事务几读取同一数据后，Tl 由于某种原因被撤销，这时Tl 已修改过的数据恢复原值，几读到的数据就与数据库中的数据不一致，则几读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据。避免不一致性的方法和技术就是并发控制。最常用的技术是封锁技术。也可以用其他技术，例如在分布式数据库系统中可以采用时间戳方法来进行并发控制。 3 ．什么是封锁？基本的封锁类型有几种？试述它们的含义。 答：封锁就是事务T 在对某个数据对象例如表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T 就对该数据对象有了一定的控制，在事务T 释放它的锁之前，其他的事务不能更新此数据对象。封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。 基本的封锁类型有两种：排它锁（Exclusive Locks ，简称x 锁）和共享锁( Share Locks，简称S 锁）。排它锁又称为写锁。若事务T 对数据对象A 加上X 锁，则只允许T 读取和修改A ，其他任何事务都不能再对A 加任何类型的锁，直到T 释放A 上的锁。这就保证了其他事务在T 释放A 上的锁之前不能再读取和修改A 。共享锁又称为读锁。若事务T 对数据对象A 加上S 锁，则事务T 可以读A但不能修改A ，其他事务只能再对A 加S 锁，而不能加X 锁，直到T 释放A 上的S 锁。这就保证了其他事务可以读A ，但在T 释放A 上的S 锁之前不能对A 做任何修改。 4 ．如何用封锁机制保证数据的一致性？ 答：DBMS 在对数据进行读、写操作之前首先对该数据执行封锁操作，例如下图中事务Tl 在对A 进行修改之前先对A 执行xock ( A ) ，即对A 加x 锁。这样，当几请求对A 加x 锁时就被拒绝，几只能等待Tl 释放A 上的锁后才能获得对A 的x 锁，这时它读到的A 是Tl 更新后的值，再按此新的A 值进行运算。这样就不会丢失Tl 的更新。
数据库是一个共享资源，可以提供多个用户使用。这些用户程序可以一个一个地串行执行，每个时刻只有一个用户程序运行，执行对数据库的存取，其他用户程序必须等到这个用户程序结束以后方能对数据库存取。但是如果一个用户程序涉及大量数据的输入/输出交换，则数据库系统的大部分时间处于闲置状态。因此，为了充分利用数据库资源，发挥数据库共享资源的特点，应该允许多个用户并行地存取数据库。但这样就会产生多个用户程序并发存取同一数据的情况，若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性，所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。并发控制机制的好坏是衡量一个数据库管理系统性能的重要标志之一。 DM用封锁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用户程序，但是所有用户程序都在彼此完全隔离的环境中运行。 一、并发控制的预备知识 (一) 并发控制概述 并发控制是以事务（transaction）为单位进行的。 1. 并发控制的单位――事务 事务是数据库的逻辑工作单位，它是用户定义的一组操作序列。一个事务可以是一组SQL 语句、一条SQL语句或整个程序。 事务的开始和结束都可以由用户显示的控制，如果用户没有显式地定义事务，则由数据库系统按缺省规定自动划分事务。 事务应该具有4种属性：原子性、一致性、隔离性和持久性。 （1）原子性 事务的原子性保证事务包含的一组更新操作是原子不可分的，也就是说这些操作是一个整体，对数据库而言全做或者全不做，不能部分的完成。这一性质即使在系统崩溃之后仍能得到保证，在系统崩溃之后将进行数据库恢复，用来恢复和撤销系统崩溃处于活动状态的事务对数据库的影响，从而保证事务的原子性。系统对磁盘上的任何实际数据的修改之前都会将修改操作信息本身的信息记录到磁盘上。当发生崩溃时，系统能根据这些操作记录当时该事
XXXXXXXXXXXX平台数据库升级方案 XXXXXXXXXXXXXXX有限公司2016年11月28日
目录 1. 概述 (4) 1.1. 背景 (4) 1.2. 目标与目的 (4) 1.3. 可行性分析 (4) 1.4. 参考依据 (5) 2. 数据库高并发方案 (5) 2.1. 数据库均衡负载(RAC) (5) 2.2. 数据库主从部署 (8) 2.3. 数据库垂直分割 (9) 2.4. 数据库水平分割 (10) 3. 二代办公平台数据库优化设计 (11) 3.1. 数据库集群 (11) 3.2. 重点业务表分区 (11) 3.3. 任务表历史数据分割 (12) 3.4. 数据库表结构优化 (12) 3.5. 数据访问优化 (12) 4. 实施方案 (13) 5. 工作量及预算评估 (14) 5.1. 工作量及预算评估 (14) 5.2. 其他费用 (15)
1.概述 1.1.背景 随着XXXXXX平台及其他子系统业务量增多，且用户已面向各地州市，用户数量增大，现有的二代办公平台及其他子系统在单一环境下的架构体系和数据库架构体系也无法高效的满足这样的场景。 当前XXXXXX平台及其子系统通过搭建多台WEB服务器和双机热备份的方式进行部署运行。虽已提高了整体效率，但对于部分的业务处理还是未解决。部分业务量并发处理多，业务关联多等因素，导致对数据库并发处理的业务量大，读写量大等也无法用双机热备份进行解决。 因此，在此背景下提高数据库访问效率，增大访问吞吐量等将成为二代办公平台及其子系统运行顺畅的关键因素。 1.2.目标与目的 目标：依托现有系统服务和设备环境，建立可扩容、高并发、高吞吐量的数据库架构体系。 目的：为缓解当前XXXXXX平台机器及其他子系统对数据库访问过大，造成的访问效率低下的问题，提升数据库访问效率和并发效率。对部分业务繁杂的表和访问进行优化设计，缓解因此造成的使用效率低下问题。 1.3.可行性分析 数据库性能分析：根据当前的数据库性能分析，当前硬件设备的提高也无法满足数据库性能的提升，因此应考虑数据库访问控制和数据访问方面进行优化。现有的数据库虽也实现双机热备份，但访问的效率未较大改善，因此应考虑各健全的数据库高并发访问方案。 数据库优化分析：当前的数据库采用的ORACLE数据库，同时，现有的均衡负载、读写分离、数据分割技术较为成熟，在对系统进行适当调整和优化的情况下，能保证系统的正常运行。
高并发网站系统架构解决方案 一个小型的网站，比如个人网站，可以使用最简单的html静态页面就实现了，配合一些图片达到美化效果，所有的页面均存放在一个目录下，这样的网站对系统架构、性能的要求都很简单，随着互联网业务的不断丰富，网站相关的技术经过这些年的发展，已经细分到很细的方方面面，尤其对于大型网站来说，所采用的技术更是涉及面非常广，从硬件到软件、编程语言、数据库、WebServer、防火墙等各个领域都有了很高的要求，已经不是原来简单的html静态网站所能比拟的。 大型网站，比如门户网站。在面对大量用户访问、高并发请求方面，基本的解决方案集中在这样几个环节：使用高性能的服务器、高性能的数据库、高效率的编程语言、还有高性能的Web容器。但是除了这几个方面，还没法根本解决大型网站面临的高负载和高并发问题。 上面提供的几个解决思路在一定程度上也意味着更大的投入，并且这样的解决思路具备瓶颈，没有很好的扩展性，下面我从低成本、高性能和高扩张性的角度来说说我的一些经验。 1、HTML静态化 其实大家都知道，效率最高、消耗最小的就是纯静态化的html页面，所以我们尽可能使我们的网站上的页面采用静态页面来实现，这个最简单的方法其实也是最有效的方法。但是对于大量内容并且频繁更新的网站，我们无法全部手动去挨个实现，于是出现了我们常见的信息发布系统CMS，像我们常访问的各个门户站点的新闻频道，甚至他们的其他频道，都是通过信息发布系统来管理和实现的，信息发布系统可以实现最简单的信息录入自动生成静态页面，还能具备频道管理、权限管理、自动抓取等功能，对于一个大型网站来说，拥有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。 除了门户和信息发布类型的网站，对于交互性要求很高的社区类型网站来说，尽可能的静态化也是提高性能的必要手段，将社区内的帖子、文章进行实时的静态化，有更新的时候再重新静态化也是大量使用的策略，像Mop的大杂烩就是使用了这样的策略，网易社区等也是如此。 同时，html静态化也是某些缓存策略使用的手段，对于系统中频繁使用数据库查询但是内容更新很小的应用，可以考虑使用html静态化来实现，比如论坛中论坛的公用设置信息，这些信息目前的主流论坛都可以进行后台管理并且存储再数据库中，这些信息其实大量被前台程序调用，但是更新频率很小，可以考虑将这部分内容进行后台更新的时候进行静态化，这样避免了大量的数据库访问请求。 2、图片服务器分离
第七章数据库恢复技术 一、选择题 1．一个事务的执行，要么全部完成，要么全部不做， 一个事务中对数据库的所有操作都是一个不可分割的操作序列的属性是（）。 A. 原子性 B. 一致性 C. 独立性 D. 持久性 2．表示两个或多个事务可以同时运行而不互相影响的是（）。 A. 原子性 B. 一致性 C. 独立性 D. 持久性 3. 事务的持续性是指（） A.事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做。 B.事务一旦提交，对数据库的改变是永久的。 C.一个事务内部的操作对并发的其他事务是隔离的。 D.事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。 4．SQL语言中的COMMIT语句的主要作用是（）。 A. 结束程序 B. 返回系统 C. 提交事务 D. 存储数据 5．SQL语言中用（）语句实现事务的回滚 A. CREATE TABLE B. ROLLBACK C. GRANT和REVOKE D. COMMIT 6．若系统在运行过程中，由于某种硬件故障， 使存储在外存上的数据部分损失或全部损失，这种情况称为（）。 A. 介质故障 B. 运行故障 C. 系统故障 D. 事务故障 7．在DBMS中实现事务持久性的子系统是（）。 A. 安全管理子系统 B. 完整性管理子系统 C. 并发控制子系统 D. 恢复管理子系统 8. 后援副本的作用是（）。 A. 保障安全性 B. 一致性控制 C. 故障后的恢复 D. 数据的转储 9．事务日志用于保存（）。 A. 程序运行过程 B. 程序的执行结果 C. 对数据的更新操作 D. 数据操作 10．数据库恢复的基础是利用转储的冗余数据。这些转储的冗余数据包括（）。 A. 数据字典、应用程序、审计档案、数据库后备副本 B. 数据字典、应用程序、审计档案、日志文件 C. 日志文件、数据库后备副本 D. 数据字典、应用程序、数据库后备副本 二、简答题 1.试述事务的概念及事务的四个特性。 答：事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。
第八章并发控制 习题解答和解析 1. 1.在数据库中为什么要并发控制? 答：数据库是共享资源,通常有许多个事务同时在运行。当多个事务并发地存取数据库时就会产生同时读取和/或修改同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据,破坏数据库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。 2. 2.并发操作可能会产生哪几类数据不一致?用什么方法能避免各种不一致的情况? 答：并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读"脏"数据。 (1)丢失修改(Lost Update)两个事务T1和T2读入同一数据并修改,T2提交的结果破坏了(覆盖了)T1提交的结果,导致T1的修改被丢失。 (2)不可重复读(Non -Repeatable Read)不可重复读是指事务T1读取数据后,事务T2执行更新操作,使T1无法再现前一次读取结果。不可重复读包括三种情况:详见《概论》8.1(P266)。 (3)读"脏"数据(Dirty Read)读"脏"数据是指事务T1修改某一数据,并将其写回磁盘,事务T2读取同一数据后,T1由于某种原因被撤销,这时T1已修改过的数据恢复原值,T2读到的数据就与数据库中的数据不一致,则T2读到的数据就为"脏"数据,即不正确的数据。 避免不一致性的方法和技术就是并发控制。最常用的技术是封锁技术。也可以用其他技术，例如在分布式数据库系统中可以采用时间戳方法来进行并发控制。 3. 3.什么是封锁? 答：封锁就是事务T在对某个数据对象例如表、记录等操作之前,先向系统发出请求,对其加锁。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制,在事务T释放它的锁之前,其他的事务不能更新此数据对象。封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。 4. 4.基本的封锁类型有几种?试述它们的含义。 答：基本的封锁类型有两种：排它锁(Exclusive Locks, 简称X 锁)和共享锁(Share Locks,简称S 锁)。 排它锁又称为写锁。若事务T对数据对象A加上X锁,则只允许T读取和修改A，其他任何事务都不能再对A加任何类型的锁,直到T释放A上的锁。这就保证了其他事务在T释放A上的锁之前不能再读取和修改A。 共享锁又称为读锁。若事务T对数据对象A加上S锁,则事务T可以读A但不能修改A,其他事务只能再对A加S锁,而不能加X锁,直到T释放A上的S锁。这就保证了其他事务可以读A,但在T释放A上的S锁之前不能对A做任何修改。 5.如何用封锁机制保证数据的一致性? 答：DBMS在对数据进行读、写操作之前首先对该数据执行封锁操作,例如下图中事务T1在对A进行修改之前先对A执行XLock(A),即对A加X锁。这样,当T2请求对A加X锁时就被拒绝，T2只能等待T1释放A上的锁后才能获得对A的X锁,这时它读到的A是T1更新后的值,再按此新的A值进行运算。这样就不会丢失T1的更新。
高并发解决方案总结 1.使用缓存 在绝大多数情况下，服务器的压力都会集中在数据库，减少数据库的访问次数，就可以减轻服务器的压力。所以，在高并发场景下，缓存的作用是至关重要的。 redis缓存数据库，它可以很好的在一定程度上解决一瞬间的并发量，redis之所以能解决高并发的原因是它可以直接访问内存，提高了访问效率，解决了数据库服务器压力。 使用缓存框架的时候，我们需要关心的就是什么时候创建缓存和缓存失效策略。 缓存的创建可以通过很多的方式进行创建，具体也需要根据自己的业务进行选择。例如，供应商平台的应用信息，应用上线后就进行缓存。需要注意的是，当我们修改或删除应用信息的时候，我们要考虑到同步更新该条缓存。 2.数据库优化 数据库优化是性能优化的最基础的一个环节，虽然提供了缓存技术，但是对数据库的优化还是一个需要认真的对待。数据库优化的方式很多，这里说下分表与分区。 ?分表 分表的适用场景 1. 一张表的查询速度已经慢到影响使用的时候。 2.当频繁插入或者联合查询时，速度变慢。
分表后数据都是存放在分表里，总表只是一个外壳，存取数据发生在一个一个的分表里面。分表的重点是存取数据时，如何提高数据库的并发能力。分表后，单表的并发能力提高了，磁盘I/O性能也提高了。 以安审日志服务的历史记录表为例： 表按年月拆分，格式为：表名+年+月，例如：TEST_202001、TEST_202002、、TEST_202003……然后可以 根据日期来查询。 ?分区 分区的适用场景 1. 一张表的查询速度已经慢到影响使用的时候。 2.表中的数据是分段的。 3.对数据的操作往往只涉及一部分数据，而不是 所有的数据。 分区是把一张表的数据分成N多个区块，这些区块可以在同一个磁盘上，也可以在不同的磁盘上。分区把存放数据的 文件分成了许多小块，分区后的表还是一张表，数据处理还是 由自己来完成。 3.分离数据库中活跃的数据 数据库的数据虽然很多，但是经常被访问的数据还是有限的， 因此可以将这些相对活跃的数据进行分离出来单独进行保存来提高 处理效率。其实前边使用redis缓存的思想就是一个很明显的分离数据库中活跃的数据示例，将应用经常使用的数据缓存在内存中。
第十一章并发控制（习题集） 二、选择题 1、为了防止一个用户的工作不适当地影响另一个用户，应该采取（D）。 A. 完整性控制 B. 访问控制 C. 安全性控制 D. 并发控制 2、解决并发操作带来的数据不一致问题普遍采用（A）技术。 A. 封锁 B. 存取控制 C. 恢复 D. 协商 3、下列不属于并发操作带来的问题是（C）。 A. 丢失修改 B. 不可重复读 C. 死锁 D. 脏读 4、DBMS普遍采用（C）方法来保证调度的正确性。 A. 索引 B. 授权 C. 封锁 D. 日志 5、如果事务T获得了数据项Q上的排他锁，则T对Q（C）。 A. 只能读不能写 B. 只能写不能读 C. 既可读又可写 D. 不能读也不能写 6、设事务T1和T2，对数据库中地数据A进行操作，可能有如下几种情况，请问哪一种不会发生冲突操作（D）。 A. T1正在写A，T2要读A B. T1正在写A，T2也要写A C. T1正在读A，T2要写A D. T1正在读A，T2也要读A 7、如果有两个事务，同时对数据库中同一数据进行操作，不会引起冲突的操作是（D）。 A. 一个是DELETE，一个是SELECT B. 一个是SELECT，一个是DELETE C. 两个都是UPDATE D. 两个都是SELECT 8、在数据库系统中，死锁属于（B）。 A. 系统故障 B. 事务故障 C. 介质故障 D. 程序故障 9、数据库中的封锁机制是（ C ）的主要方法。 A、完整性 B、安全性 C、并发控制 D、恢复 三、填空题 1、基本的封锁类型有两种：__排他锁__ 和_共享锁_ 。 2、并发操作可能会导致：丢失修改、不可重复读、读脏数据。 四、简答题
一个小型的网站，比如个人网站，可以使用最简单的html静态页面就实现了，配合一些图片达到美化效果，所有的页面均存放在一个目录下，这样的网站对系统架构、性能的要求都很简单，随着互联网业务的不断丰富，网站相关的技术经过这些年的发展，已经细分到很细的方方面面，尤其对于大型网站来说，所采用的技术更是涉及面非常广，从硬件到软件、编程语言、数据库、WebServer、防火墙等各个领域都有了很高的要求，已经不是原来简单的html静态网站所能比拟的。 大型网站，比如门户网站。在面对大量用户访问、高并发请求方面，基本的解决方案集中在这样几个环节：使用高性能的服务器、高性能的数据库、高效率的编程语言、还有高性能的Web容器。但是除了这几个方面，还没法根本解决大型网站面临的高负载和高并发问题。 上面提供的几个解决思路在一定程度上也意味着更大的投入，并且这样的解决思路具备瓶颈，没有很好的扩展性，下面我从低成本、高性能和高扩张性的角度来说说我的一些经验。 1、HTML静态化 其实大家都知道，效率最高、消耗最小的就是纯静态化的html页面，所以我们尽可能使我们的网站上的页面采用静态页面来实现，这个最简单的方法其实也是最有效的方法。但是对于大量内容并且频繁更新的网站，我们无法全部手动去挨个实现，于是出现了我们常见的信息发布系统CMS，像我们常访问的各个门户站点的新闻频道，甚至他们的其他频道，都是通过信息发布系统来管理和实现的，信息发布系统可以实现最简单的信息录入自动生成静态页面，还能具备频道管理、权限管理、自动抓取等功能，对于一个大型网站来说，拥有一套高效、可管理的CMS是必不可少的。 除了门户和信息发布类型的网站，对于交互性要求很高的社区类型网站来说，尽可能的静态化也是提高性能的必要手段，将社区内的帖子、文章进行实时的静态化，有更新的时候再重新静态化也是大量使用的策略，像Mop的大杂烩就是使用了这样的策略，网易社区等也是如此。 同时，html静态化也是某些缓存策略使用的手段，对于系统中频繁使用数据库查询但是内容更新很小的应用，可以考虑使用html静态化来实现，比如论坛中论坛的公用设置信息，这些信息目前的主流论坛都可以进行后台管理并且存储再数据库中，这些信息其实大量被前台程序调用，但是更新频率很小，可以考虑将这部分内容进行后台更新的时候进行静态化，这样避免了大量的数据库访问请求。
第8章并发控制 1.并发操作带来的数据不一致性包括：__丢失__、__修改不可重复读__和__读“脏”数据__。 2.在数据库中为什么要并发控制？ 答：数据库是共享资源，通常有许多个事务同时在运行。当多个事务并发地存取数据库时就会产生同时读取和/或修改同一数据的情况。若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。 3.多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行它们时的结果相同，我们称这种调度策略为_可串行化_的调度。 5.基本的封锁类型有两种：_排它锁(ExclusiveLocks，简称X锁)_和__共享锁(ShareLocks，简称S锁)__。 6.什么是封锁？ 答：封锁就是事务T在对某个数据对象例如表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其他的事务不能更新此数据对象。封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。 7.在数据库并发控制中，两个或多个事务同时处在相互等待状态，称为__死锁__。 10.__封锁对象的大小_被称为封锁的粒度。 答案：封锁对象的大小 12.什么是活锁？什么是死锁？ 13.试述活锁的产生原因和解决方法。 14.请给出预防死锁的若干方法。 15.请给出检测死锁发生的一种方法，当发生死锁后如何解除死锁？ 16.什么样的并发调度是正确的调度？ 答：可串行化（Serializable）的调度是正确的调度。可串行化的调度的定义：多个事务的并发执行是正确的，当且仅当其结果与按某一次序串行地执行它们时的结果相同，我们称这种调度策略为可串行化的调度。
双节点数据库负载均衡解决方案 问题的提出？ 在SQL Server数据库平台上，企业的数据库系统存在的形式主要有单机模式和集群模式（为了保证数据库的可用性或实现备份）如：失败转移集群（MSCS）、镜像（Mirror）、第三方的高可用（HA）集群或备份软件等。伴随着企业的发展，企业的数据量和访问量也会迅猛增加，此时数据库就会面临很大的负载和压力，意味着数据库会成为整个信息系统的瓶颈。这些“集群”技术能解决这类问题吗？SQL Server数据库上传统的集群技术 Microsoft Cluster Server(MSCS) 相对于单点来说Microsoft Cluster Server(MSCS)是一个可以提升可用性的技术，属于高可用集群，Microsoft称之为失败转移集群。 MSCS 从硬件连接上看，很像Oracle的RAC，两个节点，通过网络连接，共享磁盘；事实上SQL Server 数据库只运行在一个节点上，当出现故障时，另一个节点只是作为这个节点的备份； 因为始终只有一个节点在运行，在性能上也得不到提升,系统也就不具备扩展的能力。当现有的服务器不能满足应用的负载时只能更换更高配置的服务器。 Mirror 镜像是SQL Server 2005中的一个主要特点，目的是为了提高可用性，和MSCS相比，用户实现数据库的高可用更容易了，不需要共享磁盘柜，也不受地域的限制。共设了三个服务器，第一是工作数据库（Principal Datebase），第二个是镜像数据库（Mirror），第三个是监视服务器（Witness Server，在可用性方面有了一些保证，但仍然是单服务器工作；在扩展和性能的提升上依旧没有什么帮助。
1.与网状和层次数据库相比，关系数据库有哪些优点？ 与层次和网状模型比较，关系模型有下列优点：数据结构单一；建立在严格的数学概念基础上；将数据定义和数据操纵统一在一种语言中，使用方便，易学易用。 2.试述关系模型的完整性规则 实体完整性：关系中键属性的值不能取空值。 参照完整性：是关系间引用所遵循的规则，与外键有关。 用户定义的完整性：数据间应满足的语义约束关系，由用户定义，由系统检查。 3.试述等值连接与自然连接的区别和联系 等值连接表示为R A=BS，自然连接表示为R S；自然连接是除去重复属性的等值连接。两者之间的区别和联系如下:1、自然连接一定是等值连接，但等值连接不一定是自然连接。 等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。2、等值连接要求相等的分量，不一定是公共属性；而自然连接要求相等的分量必须是公共属性。3等值连接不把重复的属性除去；而自然连接要把重复的属性除去。 4.函数依赖、部分依赖、完全依赖、传递依赖、平凡依赖 5.函数依赖公理和推论 Armstrong公理（三个公理）： 设r是R(U)上的一个关系，X、Y、Z、W U。 A1. 自反律: 若Y X U, 则 X→Y; A2. 增广律: 若X→Y且Z U，则 XZ→YZ; A3. 传递律: 若X→Y, Y→Z，则 X→Z. 有以上三个公理，可以推出以下3个推论： 推论1（合成规则）：若X→Y，X→Z，则X→YZ 推论2（分解规则）：若X→Y且Z Y，则X→Z 推论3（伪传递规则）若X→Y，YZ→W，则XZ→W。 6.函数依赖的覆盖和等价 对于在模式R上的函数依赖集F和G，如果对G中的每一个函数依赖X→Y，都有F|=X→Y，称F是G的一个覆盖。把逻辑蕴含符号引入函数依赖集的覆盖中，记为：F|= G 定义(等价和覆盖) 在模式R上的FDs F和G，若F+=G+，则称F和G等价。记作F G。 定理：已知模式R上的函数依赖集 F和G。当且仅当 F|=G 且 G|=F ，则 F G。 1.试述数据库设计过程，及每个阶段的任务。 数据库的设计可分为以下六个阶段:需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实施和运行、使用和维护。 需求分析：信息需求、处理需求、安全性和完整性方面的需求。 概念设计：在需求分析的基础上，通过对用户需求进行分析、归纳、抽象，形成一个独立于具体DBMS和计算机硬件结构的整体概念结构，常用工具用ER模型。 逻辑设计：在概念结构设计的基础上，在一定的原则指导下将概念模式(E-R图)转换为某个具体DBMS支持的数据模型相符合的、经过优化的逻辑结构，其中用对数据逻辑结构进行优化采用范式理论。 物理设计：为逻辑数据结构选取一个最适合应用环境的物理结构，包括存储结构和存取方法等。