解决SQL并发控制中的脏数据问题封锁机制应用详解

顺序封锁是一种在SQL数据库系统中常见的并发控制策略，它预先规定了数据对象的封锁顺序，所有事务均按此顺序执行封锁。然而，顺序封锁策略面临着高昂的维护成本和动态变化的数据对象挑战，例如数据的插入和删除操作会使得封锁顺序难以长期稳定。此外，事务在执行过程中动态决定封锁请求，进一步增加了实施顺序封锁的复杂性。

SQL Server的并发控制涉及事务的基本原理以及锁的类型和应用。在查询和更新数据库时，SQL Server利用不同类型的锁来管理数据的访问和修改，以避免阻塞和提升性能。

在SQL并发控制中，事务T在修改数据R之前需先加X锁，并在事务结束时释放。一级封锁协议确保了修改的数据不会丢失，尽管它不能保证可重复读和避免读取“脏”数据。

在数据库并发控制中，基本封锁类型包括排它锁（X锁）和共享锁（S锁）。排它锁允许事务T读取和修改数据对象A，且其他事务不能再对A加任何类型的锁，直到T释放锁。共享锁则限制其他事务只能再对A加共享锁，而不能加排它锁，直到持有共享锁的事务释放。

Oracle RAC 环境中，为了保证数据的一致性，采用了多种并发控制机制。根据资源类型的不同，主要分为 Cache Fusion 和 Non-Cache Fusion 两种机制。 Cache Fusion 主要用于管理数据库缓存中的数据块，其核心是将每个数据块映射为一个 PCM 资源，并利用 DLM（分布式锁管理器）进行全局锁的申请和释放。进程只有在获得 PCM 锁之后，才能访问对应的数据块。此外，Cache Fusion 还需要解决数据块版本控制问题，确保进程能够访问到最新的数据。 Non-Cache Fusion 用于管理非缓存资源，例如数据文件头等。与 Cache Fusion 不同，Non-Cache Fusion 并不需要进行数据块的版本控制，其并发控制机制与单实例数据库类似，主要依赖于锁和闩锁。

在数据库管理中，封锁机制被用来解决不可重复读的问题。例如，当事务T1在读取A和B之前，会先对A和B加上共享锁（S锁），这样其他事务只能再对A和B加S锁，而不能加排他锁（X锁），即只能读取A和B，而不能修改。当另一事务T2想要修改B时，因为T1已经对B加了S锁，T2申请对B的X锁会被拒绝，只能等待T1释放B上的锁。T1在验证后再次读取A和B时，即使读取出的B仍然是100，求和结果仍为150，即T1可以重复读取。只有当T1结束并释放了A和B上的S锁后，T2才能获得对B的X锁进行修改。

DML锁（数据操纵语言锁）用于确保在处理表时仅允许一个用户修改某一行数据，同时防止其他用户删除该表。Oracle在处理过程中会自动添加这些锁，以保证数据操作的一致性和完整性。DML锁分为事务锁（TX锁）和表级锁（TM锁），具体应用于不同的并发控制场景。

ORACLE数据库是一个多用户共享的资源。在多用户并发存取数据时，可能会出现多个事务同时访问同一数据的情况。如果没有适当的并发控制，可能导致数据读取和存储不正确，从而破坏数据库的一致性。

一次封锁法要求事务一次性获取所有所需数据的锁，否则将阻塞事务执行。 这种方法虽然简单易行，但存在显著缺陷： 并发度降低: 由于事务需要锁定所有后续操作所需的数据，即使这些数据在当前阶段并未被使用，也会导致其他事务长时间等待，降低系统整体并发处理能力。 封锁范围扩大: 一次性锁定所有数据必然扩大封锁范围，加剧资源竞争，进一步影响系统吞吐量。