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封锁
- 事务T对某个数据对象操作之前，向系统发出请求，对数据加锁。加锁之后，只有事务T对数据对象有控制，其它事务不能更新该数据对象。
- 为了实现并发控制，保证数据库的一致性。
类型
不同的锁有不同的限制。
排他锁（exclusive lock）(写锁)（X锁）
事务T对数据对象A加X锁之后，T可以读写A，其它事务不能对A加其它锁。
共享锁（share lock）(读锁)（S锁）
事务T对数据对象A加X锁之后，T只可以读A。其它事务可以对T加S锁。
封锁协议
规定何时申请锁、何时释放锁以及持锁时间
以下A=10包括读取A，给A赋值，写入A三个过程
一级
事务在修改数据之前必须加X锁，事务结束时释放。
这样事务T在修改数据至事务结束，其它事务都不可修改数据，可防止丢失修改
假设A为4
防止丢失修改
| 时间序列 | 事务1 | 事务2 |
|---|---|---|
| 1 | 对A请求X锁 | |
| 2 | 对A加X锁 | |
| 3 | 对A请求X锁 | |
| 4 | A=10 | 等待 |
| 5 | 释放X锁 | 等待 |
| 6 | 对A加X锁 | |
| 7 | A=6 | |
| 8 | 释放X锁 |
不可防止读脏数据
| 时间序列 | 事务1 | 事务2 |
|---|---|---|
| 1 | 对A请求X锁 | |
| 2 | 对A加X锁 | |
| 3 | A=10 | |
| 4 | 读取A（10） | |
| 5 | 撤销操作A（4） | |
| 6 | 释放X锁 |
不可防止不可重复读
| 时间序列 | 事务1 | 事务2 |
|---|---|---|
| 1 | 读取A（4） | |
| 1 | 对A请求X锁 | |
| 2 | 对A加X锁 | |
| 3 | A=10 | |
| 4 | 读取A（10） | |
| 5 | 释放X锁 |
二级
在一级协议的基础上，事务在读取数据之前加S锁，读完释放S锁。
这样事务T修改数据之后，不会有其它事务读取，即使T撤销操作，也不会造成读脏数据
防止读脏数据
| 时间序列 | 事务1 | 事务2 |
|---|---|---|
| 1 | 对A请求X锁 | |
| 2 | 对A加X锁 | |
| 3 | 对A请求S锁 | |
| 4 | A=10 | 等待 |
| 5 | 撤销操作A（4） | 等待 |
| 6 | 释放X锁 | 等待 |
| 7 | 对A加S锁 | |
| 8 | 读取A（4） | |
| 9 | 释放S锁 |
不可防止不可重读
| 时间序列 | 事务1 | 事务2 |
|---|---|---|
| 1 | 对A请求S锁 | |
| 2 | 对A加S锁 | |
| 3 | 读取A（4） | 对A请求X锁 |
| 4 | 释放S锁 | 等待 |
| 5 | 对A加X锁 | |
| 6 | 对A请求S锁 | A=10 |
| 7 | 等待 | 释放X锁 |
| 8 | 对A加S锁 | |
| 9 | 读取A（10） | |
| 10 | 释放S锁 |
三级
在二级协议的基础上，延长释放S锁的时间，事务结束时释放S锁。
这样在事务的两次读取之间，不会有其它事务修改数据，可防止不可重复读
| 时间序列 | 事务1 | 事务2 |
|---|---|---|
| 1 | 对A请求S锁 | |
| 1 | 对A加S锁 | |
| 2 | 读取A（10） | 对A请求S锁 |
| 3 | 对A加S锁 | |
| 4 | 读取A（10） | |
| 5 | 释放S锁 | |
| 6 | 读取A（10） | |
| 7 | 释放S锁 |
活锁
事务1封锁某数据后，事务2请求封锁并等待，事务1释放锁之后，事务3请求封锁并封锁某数据，事务3释放锁之后，事务4请求封锁并封锁某数据……事务2一直等待。
解决办法
- 按请求封锁的先后顺序，对事务排队
- 数据锁释放时，首先批准队列中的第一个事务获得锁（封锁数据）
死锁
事务T1和T2各自封锁了数据R1和R2后，又各自请求封锁数据R2，R1。事务T1与T2则一直等待对方释放数据。
解决办法
- 预防死锁
- 一次封锁法
- 顺序封锁法
- 死锁的诊断
- 超时法：一个事务等待的时间超过规定时间则判断为发生了死锁
- 等待图法：用节点表示事务，用有向边表示事务间的等待关系，如果有回路，则发生了死锁
- 死锁的处理
- 选择死锁中代价最小的事务，撤销之，释放其所有锁
两段锁协议（2PL）
内容：所有事务分两个阶段对数据项加锁和解锁。
- 对任何数据进行读写操作之前，必须对数据加锁。
- 释放一个封锁之后，不再对数据加锁。
两段锁协议与三级封锁协议目的不同，前者保证并发调度的正确性，后者保证数据库的一致性。
封锁粒度
封锁对象的大小称为封锁粒度
三级粒度树
多粒度封锁协议
- 允许多粒度树的每个节点被加锁
- 对一个节点加锁，意味着对该节点的所有子节点加同种类型的锁
- 一个数据对象可以既有显示封锁，又有隐式封锁
- 显示封锁：直接加到数据对象的锁
- 隐示封锁：由于其父节点被加锁而引起其加锁
意向锁
- 对一个节点加锁，必须对其上层节点加意向锁
- 对一个节点加意向锁，表示该节点的下层节点被加了锁
意向共享锁（Intent Share Lock）（IS）
意向排它锁（Intent Exclusive Lock）（IX）
共享意向排它锁（Share Intent Exclusive Lock）（SIX）
举例：
对于学生表，修改张三的姓名，则对张三的姓名加X锁，对张三这一元组加IX锁，对学生表加SIX锁。
如果是读取张三的姓名，则对张三的姓名请求S锁，对张三这一元组请求IS锁，对学生表加IS锁。
锁的相容矩阵
T1,T2代表事务，–代表不加锁，Y代表可以获得锁，N代表不可以获得锁，并需要等待。
