DBMS中串行和非串行调度计算

简介

在数据库管理系统（DBMS）中，调度程序负责管理并发事务的执行。调度程序使用调度（即DBMS必须执行的一系列操作）来确保系统保持一致状态，并且并发事务不会相互干扰。调度有两种类型：串行调度和非串行调度。在本文中，我们将讨论DBMS中这两种类型调度的计算。

串行调度

串行调度是指所有事务都按顺序一个接一个执行，没有任何并发执行的调度。换句话说，串行调度是在单线程环境中执行事务的调度。串行调度的计算很简单，因为不需要考虑事务的执行顺序。

使用串行调度的一个优点是易于理解和推理。由于没有并发执行，因此很容易了解系统状态如何在事务执行时发生变化。但是，如果存在许多可以并发执行的事务，则串行调度会导致性能下降。

示例

以下是在SQL中串行调度的示例：

BEGIN;
   UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_number = 'A123';
   UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_number = 'B456';
COMMIT;

这里我们进行两次更新操作，一次是将账户“A123”的余额减少100，另一次是将账户“B456”的余额增加100，在一个事务中完成，这称为借贷事务，其中一个账户的余额记入贷方，另一个账户的余额记入借方。

Explore our latest online courses and learn new skills at your own pace. Enroll and become a certified expert to boost your career.

非串行调度

非串行调度是指事务并发执行的调度。换句话说，非串行调度是在多线程环境中执行事务的调度。非串行调度的计算比串行调度更复杂，因为我们必须考虑事务的执行顺序。

使用非串行调度的一个优点是它可以提高性能，因为事务可以并发执行。但是，非串行调度可能更难以理解和推理，因为在事务并发执行时，很难看到系统状态是如何变化的。

值得一提的是，在计算非串行调度时，务必确保调度是可串行化的，这意味着它等效于串行调度。如果调度保留了事务的隔离性，即每个事务都像系统中唯一的交易一样执行，则该调度被认为是可串行化的。

示例

以下是在SQL中非串行调度的示例：

BEGIN TRANSACTION;
   UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE account_number = 'A123';
COMMIT TRANSACTION;
BEGIN TRANSACTION;
   UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE account_number = 'B456';
COMMIT TRANSACTION;

这里我们在两个不同的事务中进行两次更新操作，一次是将账户“A123”的余额减少100，另一次是将账户“B456”的余额增加100。

DBMS中串行和非串行调度计算

在DBMS中，调度程序负责管理并发事务的执行。调度程序使用调度来确保系统保持一致状态，并且并发事务不会相互干扰。

串行调度的计算很简单，因为不需要考虑事务的执行顺序。但是，如果存在许多可以并发执行的事务，则串行调度会导致性能下降。另一方面，非串行调度可以提高性能，因为事务可以并发执行。但是，理解和推理非串行调度可能很困难，因为在事务并发执行时，很难看到系统状态是如何变化的。

值得注意的是，在计算非串行调度时，务必确保调度是可串行化的，这意味着它等效于串行调度。如果调度保留了事务的隔离性，即每个事务都像系统中唯一的交易一样执行，则该调度被认为是可串行化的。这可以通过各种并发控制技术来实现，例如锁定、时间戳排序和多版本并发控制。

需要注意的事项

  • 死锁 - 死锁是事务并发执行时可能发生的常见问题。当两个或多个事务等待彼此释放所需的资源时，就会发生死锁。为了避免死锁，DBMS可以使用各种技术，例如锁顺序和基于超时的协议。

  • 隔离级别 - 隔离级别定义了DBMS隔离事务的程度。不同的隔离级别（如READ COMMITTED、REPEATABLE READ和SERIALIZABLE）会对调度的计算产生重大影响。较高的隔离级别会增加事务之间发生冲突的可能性，但也增加了保持数据一致性的可能性。

  • 两阶段锁定 - 两阶段锁定是一种用于确保调度可串行化的并发控制技术。两阶段锁定要求事务在两个阶段获取和释放数据项上的锁：扩展阶段和收缩阶段。在扩展阶段，事务获取它需要访问的数据项上的锁。在收缩阶段，事务释放它不再需要的数据项上的锁。

  • 回滚和恢复 - 回滚和恢复是在DBMS中处理错误和故障的重要机制。当事务失败时，必须将其回滚，以使其不会使系统处于不一致状态。恢复机制（如预写日志和延迟更新技术）用于确保事务可以回滚，并且系统可以恢复到一致状态。

结论

总之，了解DBMS中串行和非串行调度的计算对于设计高效可靠的数据库系统至关重要。必须根据系统的特定需求选择合适的调度，并确保非串行调度是可串行化的，以保留事务的隔离性。

更新时间： 2023年1月12日

2K+浏览量

开启你的职业生涯

通过完成课程获得认证

开始学习
广告