数据库、Oracle RAC、并发控制

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。

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。

并发控制是指在多用户同时更新数据库时保证数据完整性的一系列技术。不正确的并发处理可能引发脏读、幻读和不可重复读等问题。其目的在于确保一个用户的操作不会不合理地影响其他用户的工作。这些措施在某些情况下确保多用户操作的结果与单用户操作一致，而在其他情况下，它们确保用户的操作按预期受其他用户影响的方式进行。

应用系统的并发控制级别设置影响系统的并发程度和吞吐量。在同一时刻，它决定了对相关数据进行修改的可能性。不同的应用系统对并发错误的容忍程度也有所不同，例如银行系统通常对金钱错误毫不妥协，而网上论坛可能允许某些错误的发生。

尽管单个事务的独立执行不会破坏数据库的完整性，但是当它们并发执行时，如果没有适当的控制，可能会导致以下问题：1. 并发不一致问题：A B A 1）不可重复读：事务T读取X；事务T修改X为X’；事务T再次读取X（实际上读取到了X’）； 2）脏读：事务T修改X为X’；事务T读取X（实际上读取到了X’）；事务T被回滚，X’又恢复为X； A A B

在多处理机系统中，每个处理机可以同时运行一个事务，从而实现多个事务的真正并行运行。这种并发控制策略在现代数据库系统中至关重要。

意向锁是一种数据库锁机制，用于协调对数据资源的并发访问。它通过在父节点上设置意向锁，表明其子节点正在被加锁或即将被加锁，从而避免潜在的锁冲突。 具体来说，在对任何节点加基本锁之前，必须先对其上层节点加意向锁。例如，如果要对某个数据页加写锁，就必须先对包含该页的表加意向写锁。这样一来，其他事务在尝试对该表加锁时，就会知道其下层节点正在被锁定，从而避免不必要的等待或死锁。 意向锁的引入，简化了锁的管理，提高了并发访问的效率。

继续上例，下图中展示的情况如下：（a）显示遵循两段锁协议可以实现串行化。 （b）显示即使不遵循两段锁协议，调度仍可能是串行化的。 （c）显示不遵循两段锁协议，调度可能是非串行化的。 因此，事务遵循两段锁协议并非实现串行化调度的必要条件。

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。

数据库处理的经典资料：如何有效处理数据库事务并实现并发操作。