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数据库原理之并发控制并发控制是数据库管理系统中非常重要的一部分，它涉及到同时对数据库进行读写操作时的问题。
并发控制的目标是确保数据的一致性和可靠性，同时提高系统的性能和吞吐量。
在数据库中，同时进行读写操作可能导致以下问题：丢失修改、脏读、不可重复读和幻读。
并发控制的目标是解决这些问题，确保多个事务同时对数据库进行操作时，数据的一致性仍能得到保障。
为了达到并发控制的目标，数据库管理系统通常使用锁和事务的概念。
锁是数据库管理系统提供的一种机制，用于保护数据不被并发访问时产生的问题。
常见的锁有共享锁和排它锁。
共享锁允许多个事务同时读取数据，但阻止其他事务对数据进行修改。
排它锁禁止其他事务对数据进行读取和修改。
事务是一组数据库操作的逻辑单元，它将多个操作捆绑在一起，以确保它们能够作为一个原子操作运行。
事务具有四个属性，分别是原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。
并发控制主要关注隔离性这个属性。
数据库管理系统会使用不同的并发控制技术来保证事务的隔离性。
其中最常见的技术是两阶段锁协议和多版本并发控制（MVCC）。
两阶段锁协议分为两个阶段：加锁阶段和解锁阶段。
在加锁阶段，事务申请和获得需要的锁，确保操作的原子性。
在解锁阶段，事务释放已经持有的锁，为其他事务提供机会。
多版本并发控制（MVCC）是一种基于时间戳的并发控制技术。
每个事务在开始时会被分配一个唯一的时间戳，用于标识事务的顺序。
数据库中的每个数据项都有一个或多个版本，每个版本都有一个时间戳，用于标识该版本创建的时间。
事务只能读取在其开始之前创建的版本，从而避免了脏读和不可重复读的问题。
除了锁和事务，数据库管理系统还使用了其他的并发控制技术，例如并发控制图（Concurrency Control Graph）、多粒度锁（Multigranularity Locking）和死锁检测和处理。
操作系统中的并发控制随着计算机技术的不断发展，操作系统已成为现代计算机系统中不可或缺的核心组成部分。
在多用户、多任务的环境下，操作系统需要管理和控制资源的分配和调度，以确保系统的高效运行和资源的合理利用。
而其中一个重要的方面就是并发控制。
一、什么是并发控制在操作系统中，所谓并发指的是两个或多个事件在同一时间间隔内同时发生的情况。
而并发控制则是指对多个并发执行的进程或线程进行协调和管理，以避免出现潜在的问题，如资源竞争、死锁等。
二、并发控制的目标并发控制的目标是确保多个进程或线程在并发执行过程中能够正确地共享和访问资源，并且不会发生竞争条件和冲突。
主要包括以下几个方面：1. 互斥访问：确保同一时间内只有一个进程或线程能够访问共享资源，避免数据的不一致性和错误的结果。
2. 死锁避免：通过合理的资源分配和进程调度，防止进程陷入循环等待的状态，造成系统无法正常进行的情况。
3. 同步执行：确保多个进程或线程按照特定的顺序进行执行，避免因执行顺序不确定而导致的问题。
三、并发控制的方法为了实现并发控制，操作系统采用了多种方法和机制，下面介绍其中常见的几种方法。
1. 互斥锁：互斥锁是一种最常见的并发控制机制，通过给共享资源加锁，并在访问资源前先判断锁的状态，以实现临界区的互斥访问。
2. 信号量：信号量是一种用于进程间同步和互斥的机制，通过对共享资源进行计数和操作，实现资源的互斥访问和进程的同步执行。
3. 读写锁：读写锁是一种特殊的互斥锁，允许多个线程同时对共享资源进行读操作，但在有写操作时需要互斥访问。
4. 事件：事件是一种用于线程同步的机制，通过线程之间的信号通知来实现特定操作的协调和同步。
5. 临界区：临界区是一段代码，在多个进程或线程中同时访问时需要进行互斥控制的区域，通过临界区的互斥访问实现并发控制。
四、并发控制的应用并发控制在操作系统中的应用广泛，影响着系统的性能和用户体验。
以下是几个常见的应用场景：1. 数据库管理系统：数据库管理系统需要确保多个用户能够同时对数据库进行读写操作，但又不会导致数据的冲突和不一致。
并发控制的方法
并发控制是指在多个用户或进程同时访问共享资源时，保证数据一致性和完整性的一种技术。
下面介绍几种常见的并发控制方法。
1. 乐观并发控制
乐观并发控制是指在多个用户或进程同时访问共享资源时，先不加锁，而是在提交操作时检查是否有冲突。
如果有冲突，则回滚事务，重新尝试。
这种方法适用于并发冲突较少的场景，能够提高并发性能。
2. 悲观并发控制
悲观并发控制是指在多个用户或进程同时访问共享资源时，先加锁，保证每个用户或进程的操作互不干扰。
这种方法适用于并发冲突较多的场景，能够保证数据的一致性和完整性。
3. 两阶段锁
两阶段锁是指在执行事务时，先获取所有需要的锁，然后执行操作，最后释放所有锁。
这种方法能够保证数据的一致性和完整性，但是会降低并发性能。
4. 时间戳并发控制
时间戳并发控制是指在每个事务开始时，给事务赋予一个时间戳，每个数据项也有一个时间戳。
在执行操作时，比较事务时间戳和数据项时间戳，如果事务时间戳早于数据项时间戳，则执行操作，否则回滚事务。
这种方法能够保证数据的一致性和完整性，但是会增加系统开销。
5. 多版本并发控制
多版本并发控制是指在每个数据项中存储多个版本，每个版本有一个时间戳。
在执行操作时，选择最新的版本进行操作。
这种方法能够提高并发性能，但是会增加系统开销。
以上是几种常见的并发控制方法，不同的方法适用于不同的场景，需要根据具体情况选择合适的方法。
第八章数据库并发控制一、选择题1.为了防止一个用户得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、解决并发操作带来得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得问题就是( )。
A、丢失修改B、不可重复读C、死锁Ｄ、脏读4.DBMS普遍采用( ）方法来保证调度得正确性。
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,这就是（)。
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上得排她锁，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与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AB、T１正在写A,T2也要写AC、T１正在读A,T２要写ＡＤ、T1正在读Ａ,T２也要读A８。
如果有两个事务，同时对数据库中同一数据进行操作，不会引起冲突得操作就是（） .A、一个就是ＤＥLEＴE，一个就是SＥＬECTB、一个就是SELECT，一个就是DＥLEＴEC、两个都就是UPDAＴＥD、两个都就是ＳELECＴ９．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：数据库就是共享资源，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与/或修改同一数据得情况.若对并发操作不加控制就可能会存取与存储不正确得数据，破坏数据库得一致性。
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得情况?答: 并发操作带来得数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读与读“脏”数据.（1）丢失修改（LｏstＵpdate)两个事务T1与T２读入同一数据并修改，T2提交得结果破坏了(覆盖了）T１提交得结果,导致Ｔ１得修改被丢失。
并发控制的基本原理并发控制是计算机科学中的一个重要领域，特别是在数据库系统和分布式系统中，它涉及同时管理和协调多个操作，以确保数据的一致性和完整性。
并发控制的基本原理主要包括以下方面。
1.锁机制：锁是一种基本的并发控制手段，用于确保临界资源（如数据项）在同一时刻只被一个事务访问。
锁可以分为乐观锁和悲观锁，乐观锁通过版本号或时间戳来检测冲突，悲观锁则在操作数据前先加锁。
2.事务管理：事务是数据库中的一个工作单位，包括一系列操作，要么全部成功，要么全部失败。
并发控制需要确保事务的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID属性）。
3.并发调度：调度器负责决定多个事务的执行顺序。
合理的并发调度可以提高系统的吞吐量，但同时也可能增加冲突和死锁的风险。
4.死锁检测与处理：死锁是指两个或多个事务因争夺资源而无限期地等待彼此释放资源的状态。
系统需要定期检测死锁，并采取措施如回滚某个事务来解除死锁。
5.乐观并发控制：乐观并发控制策略假设冲突发生的概率较低，因此在进行数据操作之前不加锁，而是在更新数据时检查是否有冲突发生。
如果有冲突，则回滚操作。
6.悲观并发控制：悲观并发控制策略假设冲突发生的概率较高，因此在进行任何数据操作之前都会加锁，以防止其他事务访问相同的数据。
7.两阶段锁定：这是一种常见的悲观锁策略，它将事务的执行分为两个阶段：加锁阶段和解锁阶段。
在加锁阶段，事务请求锁定所有需要的资源；在解锁阶段，事务释放所有锁。
8.多版本并发控制（MVCC）：为了允许多个事务同时对同一数据进行读取和修改，MVCC维护数据的历史版本。
每个事务都看到一份数据的快照，这份快照在事务开始时创建，从而确保了事务的隔离性。
9.原子性广播：在分布式系统中，为了确保所有节点上的数据一致，采用原子性广播机制，确保所有节点要么都执行某个操作，要么都不执行。
10.时间戳和顺序控制：使用时间戳来标记事务的顺序，确保事务按照一定的时间顺序执行，避免冲突。
