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數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制的作用及示例分析，相信很多沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無(wú)策，為此本文總結(jié)了問(wèn)題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過(guò)這篇文章希望你能解決這個(gè)問(wèn)題。

1. 數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制的作用

1.1 事務(wù)的概念

在介紹并發(fā)控制前，首先需要了解事務(wù)。數(shù)據(jù)庫(kù)提供了增刪改查等幾種基礎(chǔ)操作，用戶(hù)可以靈活地組合這幾種操作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的語(yǔ)義。在很多場(chǎng)景下，用戶(hù)希望一組操作可以做為一個(gè)整體一起生效，這就是事務(wù)。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)變更的基本單元，包含一個(gè)或多個(gè)操作 (例如多條 SQL 語(yǔ)句)。經(jīng)典的轉(zhuǎn)賬事務(wù)，就包括三個(gè)操作：(1) 檢查 A 賬戶(hù)余額是否足夠。(2)如果足夠，從 A 扣減 100 塊。(3)B 賬戶(hù)增加 100 塊。

事務(wù)有個(gè)基本特性：這一組操作要么一起生效，要么都不生效，事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中如遇錯(cuò)誤，已經(jīng)執(zhí)行的操作要全部撤回，這就是事務(wù)的原子性。如果失敗發(fā)生后，部分生效的事務(wù)無(wú)法撤回，那數(shù)據(jù)庫(kù)就進(jìn)入了不一致?tīng)顟B(tài)，與真實(shí)世界的事實(shí)相左。例如轉(zhuǎn)賬事務(wù)從 A 賬戶(hù)扣款 100 塊后失敗了，B 賬戶(hù)還未增加款項(xiàng)，如果 A 賬戶(hù)扣款操作未撤回，這個(gè)世界就莫名奇妙丟失了 100 塊。原子性可以通過(guò)記日志 (更改前的值) 來(lái)實(shí)現(xiàn)，還有一些數(shù)據(jù)庫(kù)將事務(wù)操作緩存在本地，如遇失敗，直接丟棄緩存里的操作。

事務(wù)只要提交了，它的結(jié)果就不能改變了，即使遇到系統(tǒng)宕機(jī)，重啟后數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)與宕機(jī)前一致，這就是事務(wù)的持久性。數(shù)據(jù)只要存儲(chǔ)非易失存儲(chǔ)介質(zhì)，宕機(jī)就不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。因此數(shù)據(jù)庫(kù)可以采用以下方法來(lái)保證持久性：(1)事務(wù)完成前，所有的更改都保證存儲(chǔ)到磁盤(pán)上了。或 (2) 提交完成前，事務(wù)的更改信息，以日志的形式存儲(chǔ)在磁盤(pán)，重啟過(guò)程根據(jù)日志恢復(fù)出數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的內(nèi)存狀態(tài)。一般而言，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)選擇方法(2)，原因留給讀者思考。

數(shù)據(jù)庫(kù)為了提高資源利用率和事務(wù)執(zhí)行效率、降低響應(yīng)時(shí)間，允許事務(wù)并發(fā)執(zhí)行。但是多個(gè)事務(wù)同時(shí)操作同一對(duì)象，必然存在沖突，事務(wù)的中間狀態(tài)可能暴露給其它事務(wù)，導(dǎo)致一些事務(wù)依據(jù)其它事務(wù)中間狀態(tài)，把錯(cuò)誤的值寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)里。需要提供一種機(jī)制，保證事務(wù)執(zhí)行不受并發(fā)事務(wù)的影響，讓用戶(hù)感覺(jué)，當(dāng)前仿佛只有自己發(fā)起的事務(wù)在執(zhí)行，這就是隔離性。隔離性讓用戶(hù)可以專(zhuān)注于單個(gè)事務(wù)的邏輯，不用考慮并發(fā)執(zhí)行的影響。數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)并發(fā)控制機(jī)制保證隔離性。由于隔離性對(duì)事務(wù)的執(zhí)行順序要求較高，很多數(shù)據(jù)庫(kù)提供了不同選項(xiàng)，用戶(hù)可以犧牲一部分隔離性，提升系統(tǒng)性能。這些不同的選項(xiàng)就是事務(wù)隔離級(jí)別。

數(shù)據(jù)庫(kù)反映的是真實(shí)世界，真實(shí)世界有很多限制，例如：賬戶(hù)之間無(wú)論怎么轉(zhuǎn)賬，總額不會(huì)變等現(xiàn)實(shí)約束; 年齡不能為負(fù)值，性別最多只能有男、女、跨性別者三種選項(xiàng)等完整性約束。事務(wù)執(zhí)行，不能打破這些約束，保證事務(wù)從一個(gè)正確的狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)正確的狀態(tài)，這就是一致性。不同與前三種性質(zhì)完全由數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)保證，一致性既依賴(lài)于數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)(原子性、持久性、隔離性也是為了保證一致性)，也依賴(lài)于應(yīng)用端編寫(xiě)的事務(wù)邏輯。

1.2 事務(wù)并發(fā)控制如何保證隔離性

為了保證隔離性，一種方式是所有事務(wù)串行執(zhí)行，讓事務(wù)之間不互相干擾。但是串行執(zhí)行效率非常低，為了增大吞吐，減小響應(yīng)時(shí)間，數(shù)據(jù)庫(kù)通常允許多個(gè)事務(wù)同時(shí)執(zhí)行。因此并發(fā)控制模塊需要保證：事務(wù)并發(fā)執(zhí)行的效果，與事務(wù)串行執(zhí)行的效果完全相同(serializability)，以達(dá)到隔離性的要求。

為了方便描述并發(fā)控制如何保證隔離性，我們簡(jiǎn)化事務(wù)模型。事務(wù)是由一個(gè)或多個(gè)操作組成，所有的操作最終都可以拆分為一系列讀和寫(xiě)。一批同時(shí)發(fā)生的事務(wù)，所有讀、寫(xiě)的一種執(zhí)行順序，被定義為一個(gè) schedule，例如：

T1、T2 同時(shí)執(zhí)行，一個(gè)可能的 schedule: T1.read(A),T2.read(B),T1.write(A),T1.read(B),T2.write(A)

如果并發(fā)事務(wù)執(zhí)行的 schedule 效果與串行執(zhí)行的 schedule(serial  schedule)等價(jià)，就可以滿足 serializability。一個(gè) schedule 不斷調(diào)換讀寫(xiě)操作的順序，總會(huì)變成一個(gè) serializable  schedule，但是有的調(diào)換可能導(dǎo)致事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果不一樣。一個(gè) schedule 中，相鄰的兩個(gè)操作調(diào)換位置導(dǎo)致事務(wù)結(jié)果變化，那么這兩個(gè)操作就是沖突的。沖突需要同時(shí)滿足以下條件：

1. 這兩個(gè)操作來(lái)自不同事務(wù)

2. 至少有一個(gè)是寫(xiě)操作

3. 操作對(duì)象相同

因此常見(jiàn)的沖突包括：

讀寫(xiě)沖突。事務(wù)先 A 讀取某行數(shù)據(jù)、事務(wù) B 后修改該行數(shù)據(jù)，和事務(wù) B 先修改某行事務(wù)、事務(wù) A 后讀該行記錄兩種 schedule。事務(wù) A 讀到的結(jié)果不同。這種沖突可能會(huì)導(dǎo)致不可重復(fù)讀異象和臟讀異象。

寫(xiě)讀沖突。與讀寫(xiě)沖突產(chǎn)生的原因相同。這種沖突可能會(huì)導(dǎo)致臟讀異象。

寫(xiě)寫(xiě)沖突。兩個(gè)操作先后寫(xiě)一個(gè)對(duì)象，后一個(gè)操作的結(jié)果決定了寫(xiě)入的最終結(jié)果。這種沖突可能會(huì)導(dǎo)致更新丟失異象。

數(shù)據(jù)庫(kù)只要保證，并發(fā)事務(wù)的 schedule，保持沖突操作的執(zhí)行順序不變，只調(diào)換不沖突的操作，可以成為 serial  schedule，就可以認(rèn)為它們等價(jià)。這種等價(jià)判斷方式叫做 conflict equivalent：兩個(gè) schedule 的沖突操作順序相同。例如下圖的例子，T1  write(A)與 T3 read(A)沖突，且 T1 先于 T3 發(fā)生。T1 read(B)和 T2  write(B)沖突，且 T2 先于 T1，因此左圖事務(wù)執(zhí)行的 schedule，與 T2,T1,T3 串行執(zhí)行的 serial schedule(右圖)   等價(jià)。左圖的執(zhí)行順序滿足 conflict serializablity。

再分析一個(gè)反例：T1 read(A)與 T2 write(A)沖突且 T1 先于 T2，T2 write(A)與 T2  write(A)沖突且 T2 先于 T1。下圖這個(gè)個(gè) schedule 無(wú)法與任何一個(gè) serial schedule 等價(jià)，是一個(gè)不滿足 conflict  serializablity 的執(zhí)行順序，會(huì)造成更新丟失的異象。

總體來(lái)說(shuō)，serializability 是比較嚴(yán)格的要求，為了提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的并發(fā)性能，很多用戶(hù)愿意去降低隔離性的要求以尋求更好的性能。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)往往會(huì)實(shí)現(xiàn)多種隔離級(jí)別，供用戶(hù)靈活選擇，關(guān)于事務(wù)隔離級(jí)別，可以參看這篇文章。

并發(fā)控制的要求清楚了，如何實(shí)現(xiàn)呢? 后文將依據(jù)沖突檢測(cè)的樂(lè)觀程度，一一介紹并發(fā)控制常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方法。

2. 基于兩階段鎖的并發(fā)控制

2.1 2PL

既然要保證操作按正確的順序執(zhí)行，最容易想到的方法就是加鎖保護(hù)訪問(wèn)對(duì)象。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的鎖管理器模塊，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)給訪問(wèn)對(duì)象加鎖和釋放鎖，保證只有持有鎖的事務(wù)，才能操作相應(yīng)的對(duì)象。鎖可以分為兩類(lèi)：S-Lock 和 X -Lock，S-Lock 是讀請(qǐng)求使用的共享鎖，X-Lock 是寫(xiě)請(qǐng)求使用的排他鎖。它們的兼容性如下：操作同一個(gè)對(duì)象，只有兩個(gè)讀請(qǐng)求相互兼容，可以同時(shí)執(zhí)行，讀寫(xiě)和寫(xiě)寫(xiě)操作都會(huì)因?yàn)殒i沖突而串行執(zhí)行。

2PL(Two-phase locking)是數(shù)據(jù)庫(kù)最常見(jiàn)的基于鎖的并發(fā)控制協(xié)議，顧名思義，它包含兩個(gè)階段：

階段一：Growing，事務(wù)向鎖管理器請(qǐng)求它需要的所有鎖(存在加鎖失敗的可能)。

階段二：Shrinking，事務(wù)釋放 Growing 階段獲取的鎖，不允許再請(qǐng)求新鎖。

為什么加鎖和放鎖要涇渭分明地分為兩個(gè)階段呢?

2PL 并發(fā)控制目的是為了達(dá)到 serializable，如果并發(fā)控制不事先將所有需要的鎖申請(qǐng)好，而是釋放鎖后，還允許再次申請(qǐng)鎖，可能出現(xiàn)事務(wù)內(nèi)兩次操作同一對(duì)象之間，其它事務(wù)修改這一對(duì)象(如下圖所示)，進(jìn)而無(wú)法達(dá)到 conflict  serializable，出現(xiàn)不一致的現(xiàn)象(下面的例子是 lost update)。

2PL 可以保證 conflict  serializability，因?yàn)槭聞?wù)必須拿到所有需要的鎖才能執(zhí)行。例如正在執(zhí)行的事務(wù) A 與事務(wù) B 沖突，事務(wù) B 要么已經(jīng)執(zhí)行完，要么還在等待。因此那些沖突操作的執(zhí)行順序，與 BA 或 AB 串行執(zhí)行時(shí)沖突操作執(zhí)行順序一致。

所以，數(shù)據(jù)庫(kù)只要采用 2PL 就能保證一致性和隔離性了嗎? 來(lái)看一下這個(gè)例子：

以上執(zhí)行順序是符合 2PL 的，但 T2 讀到了未提交的數(shù)據(jù)。如果此時(shí) T1 回滾，則會(huì)引發(fā)級(jí)聯(lián)回滾(T1 的更改，不能被任何事務(wù)看到)。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)往往使用的是加強(qiáng)版的 S(trong)S(trict)2PL，它相較于 2PL 有一點(diǎn)不同：shrinking 階段，只能在事務(wù)結(jié)束后再釋放鎖，完全杜絕了事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)被讀到。

2.2 死鎖處理

并發(fā)事務(wù)加鎖放鎖必然繞不開(kāi)一個(gè)問(wèn)題 – 死鎖：事務(wù) 1 持有 A 鎖等 B 鎖，事務(wù) 2 持有 B 鎖等 A 鎖。目前解決死鎖問(wèn)題有兩種方案：

Deadlock Detection：

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù) waits-for 圖記錄事務(wù)的等待關(guān)系，其中點(diǎn)代表事務(wù)，有向邊代表事務(wù)在等待另一個(gè)事務(wù)放鎖。當(dāng) waits-for 圖出現(xiàn)環(huán)時(shí)，代表死鎖出現(xiàn)了。系統(tǒng)后臺(tái)會(huì)定時(shí)檢測(cè) waits-for 圖，如果發(fā)現(xiàn)環(huán)，則需要選擇一個(gè)合適的事務(wù) abort。

Deadlock Prevention：

當(dāng)事務(wù)去請(qǐng)求一個(gè)已經(jīng)被持有的鎖時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為防止死鎖，殺死其中一個(gè)事務(wù)(一般持續(xù)越久的事務(wù)，保留的優(yōu)先級(jí)越高)。這種防患于未然的方法不需要 waits-for 圖，但提高了事務(wù)被殺死的比率。

2.3 意向鎖

如果只有行鎖，那么事務(wù)要更新一億條記錄，需要獲取一億個(gè)行鎖，將占用大量的內(nèi)存資源。我們知道鎖是用來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部訪問(wèn)對(duì)象的，這些對(duì)象根據(jù)大小可能是：屬性(Attribute)、記錄(Tuple)、頁(yè)面(Page)、表(Table)，相應(yīng)的鎖可分為行鎖、頁(yè)面鎖、表鎖(沒(méi)人實(shí)現(xiàn)屬性鎖，對(duì)于 OLTP 數(shù)據(jù)庫(kù)，最小的操作單元是行)。對(duì)于事務(wù)來(lái)講，獲得最少量的鎖當(dāng)然是最好的，比如更新一億條記錄，或許加一個(gè)表鎖就足夠了。

層次越高的鎖 (如表鎖)，可以有效減少對(duì)資源的占用，顯著減少鎖檢查的次數(shù)，但會(huì)嚴(yán)重限制并發(fā)。層次越低的鎖(如行鎖)，有利于并發(fā)執(zhí)行，但在事務(wù)請(qǐng)求對(duì)象多的情況下，需要大量的鎖檢查。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為了解決高層次鎖限制并發(fā)的問(wèn)題，引入了意向(Intention) 鎖的概念：

Intention-Shared (IS)：表明其內(nèi)部一個(gè)或多個(gè)對(duì)象被 S -Lock 保護(hù)，例如某表加 IS，表中至少一行被 S -Lock 保護(hù)。

Intention-Exclusive (IX)：表明其內(nèi)部一個(gè)或多個(gè)對(duì)象被 X -Lock 保護(hù)。例如某表加 IX，表中至少一行被 X -Lock 保護(hù)。

Shared+Intention-Exclusive  (SIX)：表明內(nèi)部至少一個(gè)對(duì)象被 X -Lock 保護(hù)，并且自身被 S -Lock 保護(hù)。例如某個(gè)操作要全表掃描，并更改表中幾行，可以給表加 SIX。讀者可以思考一下，為啥沒(méi)有 XIX 或 XIS

意向鎖和普通鎖的兼容關(guān)系如下所示：

意向鎖的好處在于：當(dāng)表加了 IX，意味著表中有行正在修改。(1)這時(shí)對(duì)表發(fā)起 DDL 操作，需要請(qǐng)求表的 X 鎖，那么看到表持有 IX 就直接等待了，而不用逐個(gè)檢查表內(nèi)的行是否持有行鎖，有效減少了檢查開(kāi)銷(xiāo)。(2)這時(shí)有別的讀寫(xiě)事務(wù)過(guò)來(lái)，由于表加的是 IX 而非 X，并不會(huì)阻止對(duì)行的讀寫(xiě)請(qǐng)求(先在表上加 IX，再去記錄上加 S /X)，事務(wù)如果沒(méi)有涉及已經(jīng)加了 X 鎖的行，則可以正常執(zhí)行，增大了系統(tǒng)的并發(fā)度。

3. 基于 Timing Order(T/O)的并發(fā)控制

為每個(gè)事務(wù)分配 timestamp，并以此決定事務(wù)執(zhí)行順序。當(dāng)事務(wù) 1 的 timestamp 小于事務(wù) 2 時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)要保證事務(wù) 1 先于事務(wù) 2 執(zhí)行。timestamp 分配的方式包括：(1)物理時(shí)鐘;(2)邏輯時(shí)鐘;(2)混合時(shí)鐘。

3.1 Basic T/O

基于 T / O 的并發(fā)控制，讀寫(xiě)不需加鎖，  每行記錄都標(biāo)記了最后修改和讀取它的事務(wù)的 timestamp。當(dāng)事務(wù)的 timestamp 小于記錄的 timestamp 時(shí) (不能讀到”未來(lái)的”數(shù)據(jù))，需要 abort 后重新執(zhí)行。假設(shè)記錄 X 上標(biāo)記了讀寫(xiě)兩個(gè) timestamp：WTS(X) 和 RTS(X)，事務(wù)的 timestamp 為 TTS，可見(jiàn)性判斷如下：

讀：

TTS WTS(X)：該對(duì)象對(duì)該事務(wù)不可見(jiàn)，abort 事務(wù)，取一個(gè)新 timestamp 重新開(kāi)始。

TTS WTS(X)：該對(duì)象對(duì)事務(wù)可見(jiàn)，更新 RTS(X) = max(TTS,RTS(X))。為了滿足 repeatable  read，事務(wù)復(fù)制 X 的值。

為了防止讀到臟數(shù)據(jù)，可以在記錄上做特殊標(biāo)記，讀請(qǐng)求需等待事務(wù)提交后再去讀。

寫(xiě)：

TTS WTS(X) || TTS RTS(X)：abort 事務(wù)，重新開(kāi)始。

TTS WTS(X) TTS RTS(X)：事務(wù)更新 X，WTS(X) = TTS。

這里之所以要求 TTS RTS(X)，是為了防止如下情況：讀請(qǐng)求的時(shí)間戳為 rts，已經(jīng)讀過(guò) X，時(shí)間戳設(shè)為 RTS(X)=rts，如果新事務(wù)的 TTS   RTS(X)，并且更新成功，則 rts 讀請(qǐng)求再來(lái)讀一次就看到新的更改了，違反了 repeatable  read，因此這是為了避免讀寫(xiě)沖突。記錄上存儲(chǔ)了最后的讀寫(xiě)時(shí)間，可以保證 conflict serializable

這種方式也能避免 write skew，例如：初始狀態(tài)，X 和 Y 兩條記錄，X=-3，Y=5，X+Y   0，RTS(X)=RTS(Y)=WTS(X)=WTS(Y)=0。事務(wù) T1 的時(shí)間戳為 TTS1=1，事務(wù) T2 的時(shí)間戳 TTS2=2。

它缺陷包括：

長(zhǎng)事務(wù)容易餓死，因?yàn)殚L(zhǎng)事務(wù)的 timestamp 偏小，大概率會(huì)在執(zhí)行一段時(shí)間后讀到更新的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致 abort。

讀操作也會(huì)產(chǎn)生寫(xiě)(寫(xiě) RTS)。

4. 基于 Validation(OCC)的并發(fā)控制

執(zhí)行過(guò)程中，每個(gè)事務(wù)維護(hù)自己的寫(xiě)操作 (Basic  T/ O 在事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中寫(xiě)就將數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DB) 和相應(yīng)的 RTS/WTS，提交時(shí)判斷自己的更改是否和數(shù)據(jù)庫(kù)中已存在的數(shù)據(jù)沖突，如果不沖突才寫(xiě)入 DB。OCC 分為三個(gè)階段：

Read Write Phase：即讀寫(xiě)階段，事務(wù)維護(hù)讀的結(jié)果和即將提交的更改，以及寫(xiě)入記錄的 RTS 和 WTS。

Validation Phase：檢查事務(wù)是否與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)沖突。

Write Phase：不沖突就寫(xiě)入，沖突就 abort,restart。

Read Write Phase 結(jié)束，進(jìn)入 Validation Phase 相當(dāng)于事務(wù)準(zhǔn)備完成，進(jìn)入提交階段了，進(jìn)入 Validation  Phase 的時(shí)間被選做記錄行的時(shí)間戳，來(lái)定序。不用事務(wù)開(kāi)始時(shí)間是因?yàn)椋菏聞?wù)執(zhí)行時(shí)間可能較長(zhǎng)，導(dǎo)致后開(kāi)始的事務(wù)可能先提交，這會(huì)加大事務(wù)沖突的概率，較小時(shí)間戳的事務(wù)后寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，肯定會(huì) abort。

Validation 過(guò)程

假設(shè)當(dāng)前只有兩個(gè)事務(wù) T1 和 T2，并修改了相同數(shù)據(jù)行，T1 的時(shí)間戳 T2 的時(shí)間戳(即 validation 順序：T1  T2，對(duì)用戶(hù)而言，T1 先發(fā)生于 T2)，則有如下情況：

(1)T1 在 validate 階段，T2 還在 Read Write Phase。此時(shí)只要 T1 和 T2 已經(jīng)發(fā)生的讀寫(xiě)沒(méi)有沖突，就可以提交。

如果 WS(T1) cap; (RS(T2) cup; WS(T2)) = empty;，說(shuō)明 T2 和 T1 寫(xiě)的記錄無(wú)沖突，validation 通過(guò)，可以寫(xiě)入。

否則，T2 與 T1 之間存在讀寫(xiě)沖突或?qū)憣?xiě)沖突，T1 需要回滾。讀寫(xiě)沖突：T2 讀到了 T1 寫(xiě)之前的版本，T1 提交后，它可能讀到 T1 寫(xiě)的版本，不可重復(fù)讀。寫(xiě)寫(xiě)沖突：T2 有可能在舊版本基礎(chǔ)上更新，再次寫(xiě)入，造成 T1 的更新丟失。

(2)T1 完成 validate 階段，進(jìn)入 write 階段直到提交完成，這已經(jīng)是不可逆的了。T2 在 T1 進(jìn)入 write  phase 之前的讀寫(xiě)，肯定和 T1 的操作不沖突(因?yàn)?T1  validation 通過(guò)了)。T2 之后繼續(xù)的讀寫(xiě)操作，有可能沖突與 T1 要提交的操作，因此 T2 進(jìn)入 validate 階段：

如果 WS(T1) cap; RS(T2)=   empty;，說(shuō)明 T2 沒(méi)讀到 T1 寫(xiě)的記錄，validation 通過(guò)，T2 可以寫(xiě)入。(為什么不驗(yàn)證 WS(T2)了呢?WS(T1)已經(jīng)提交了，且它的時(shí)間戳小于 WS(T2)，WS(T2)里之前的一部分肯定沒(méi)有沖突，之后的一部分，因?yàn)闆](méi)有讀過(guò) T1 的寫(xiě)入的對(duì)象，寫(xiě)進(jìn)去也沒(méi)問(wèn)題，不會(huì)覆蓋 WS(T1)的寫(xiě))

否則，T2 與 T1 之間存在讀寫(xiě)沖突和寫(xiě)寫(xiě)沖突，T2 需要回滾。讀寫(xiě)沖突：T2 讀到了 T1 寫(xiě)之前的版本，T1 提交后，它可能讀到 T1 寫(xiě)的版本，不可重復(fù)讀。寫(xiě)寫(xiě)沖突：T2 有可能在舊版本基礎(chǔ)上更新，再次寫(xiě)入，造成 T1 的更新丟失。

5. 基于 MVCC 的并發(fā)控制

數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)了一條記錄的多個(gè)物理版本。事務(wù)寫(xiě)入時(shí)，創(chuàng)建寫(xiě)入數(shù)據(jù)的新版本，讀請(qǐng)求依據(jù)事務(wù) / 語(yǔ)句開(kāi)始時(shí)的快照信息，獲取當(dāng)時(shí)已經(jīng)存在的最新版本數(shù)據(jù)。它帶來(lái)的最直接的好處是：寫(xiě)不阻塞讀，讀也不阻塞寫(xiě)，讀請(qǐng)求永遠(yuǎn)不會(huì)因此沖突失敗 (例如單版本 T /O) 或者等待(例如單版本 2PL)。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求來(lái)說(shuō)，讀請(qǐng)求往往多于寫(xiě)請(qǐng)求。主流的數(shù)據(jù)庫(kù)幾乎都采用了這項(xiàng)優(yōu)化技術(shù)。

MVCC 是讀和寫(xiě)請(qǐng)求的優(yōu)化技術(shù)，沒(méi)有完全解決數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)問(wèn)題，它需要與前述的幾種并發(fā)控制技術(shù)組合，才能提供完整的并發(fā)控制能力。常見(jiàn)的并發(fā)控制技術(shù)種類(lèi)包括：MV-2PL，MV-T/ O 和 MV-OCC，它們的特點(diǎn)如下表：

MVCC 還有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要考慮：多版本數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和多余多版本數(shù)據(jù)的回收。

多版本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，大致可以分為兩類(lèi)：(1)Append  only 的方式，新舊版本存儲(chǔ)在同一個(gè)表空間，例如基于 LSM-Tree 的存儲(chǔ)引擎。(2)主表空間記錄最新版本數(shù)據(jù)，前鏡像記錄在其它表空間或數(shù)據(jù)段，例如 InnoDB 的多版本信息記錄在 undo  log。多版本數(shù)據(jù)回收又稱(chēng)為垃圾回收(GC)，那些沒(méi)有機(jī)會(huì)再被任何讀請(qǐng)求獲取的舊版本記錄，應(yīng)該被及時(shí)刪除。

依據(jù)沖突處理的時(shí)機(jī) (樂(lè)觀程度)，依次介紹了基于鎖(在事務(wù)開(kāi)始前預(yù)防沖突)、基于 T /O(在事務(wù)執(zhí)行中判斷沖突) 和基于 Validation(在事務(wù)提交時(shí)驗(yàn)證沖突)的事務(wù)并發(fā)控制機(jī)制。不同的實(shí)現(xiàn)適用于不同的 workload，并發(fā)沖突小的 workload，當(dāng)然適合更樂(lè)觀的并發(fā)控制方式。而 MVCC 可以解決只讀事務(wù)和讀寫(xiě)事務(wù)之間相互阻塞的問(wèn)題，提高了事務(wù)的并發(fā)讀，被大多數(shù)主流數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用。

看完上述內(nèi)容，你們掌握數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)控制的作用及示例分析的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注丸趣 TV 行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！