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随着信息技术的飞速发展数据已经渗透到各个领域成为现代社会最重要的资产之一。在这个大数据时代数据库理论在数据管理、存储和处理中发挥着至关重要的作用。然而很多读者可能对数据库理论感到困惑不知道如何选择合适的数据库如何设计有效的数据库结构以及如何处理和管理大量的数据。因此本专栏旨在为读者提供一套全面、深入的数据库理论指南帮助他们更好地理解和应用数据库技术。
数据库理论是研究如何有效地管理、存储和检索数据的学科。在现代信息化社会中数据量呈指数级增长如何高效地处理和管理这些数据成为一个重要的问题。同时随着云计算、物联网、大数据等新兴技术的不断发展数据库理论的重要性日益凸显。
因此本专栏的分享希望可以提高大家对数据库理论的认识和理解对于感兴趣的朋友带来帮助。
概述
商用数据库管理系中的调度器通常强制执行被称为“冲突可串行化”的条件它比前一篇博文中分享的可串行化的一般要强它是基于冲突这一概念。
我们通常执行的很多并发事务都会发生冲突本文就来分享一下突冲的原因以及如何检测冲突发生如何做到冲突可串行化。
冲突
首先我们先来了解一下冲突是什么
冲突的概念
冲突即调度中一对连续的动作它们满足如果它们的顺序发生交换那么它们涉及的事务至少有一个的行为会改变。
冲突的发生条件
一般什么情况下会发生冲突呢
数据库的操作可以分为写和读两种我们看一下两个事务分别有一个操作时什么情况下为会产生冲突。
当两个事务对同一数据库元素读时先后顺序交换并不发生结果的改变不会冲突当两个事务操作同一个数据元素时有一个读一个写时先后顺序交换读操作的事务的结果就会不一样这时就会产生冲突当两个事务操作同一个数据元素时两个事务都进行写操作先后顺序交换两个事务的结果都不会一样当两个事务操作不同数据库元素时不管是读还是写顺序交换结果都不会受影响所以不会产生冲突
从上面例子可以得到这样一个结论
不同事务操作同一个数据库元素操作中至少有一个是写操作
那么我们将一个执行序列进行调度进行任意非冲突的可串行化调度目标是将这一序列转化为可串行化如果能达到这一点那么它最初调度是可串行化的调度因为在做每一个非冲突可串行化调度时初始状态一样对数据库的影响在不同序列下是一样的。
冲突可串行化 如果对于并发执行的序列进行一系列相邻动作的非冲突交换能转换为另一个这两个调度可以称为冲突等价的。 如果一个冲突调度等价于一个可串行化调度那么可以称这个调度为冲突可串行化
当然冲突可串行化是可串行化的充分非必要条件
优先图检测方法
通过上面的冲突发生条件分析说明事务的语义会影响串行化但是对于调度器来说它不会深入到事务执行的细节但是调度器能够看来自事务的读写请求以及那些数据元素发生了改变这样它可以通过数据元组的访问来识别冲突。
在一个调度执行序列中可以确定冲突动作对应的事务的先后顺序如何事务先后顺序在不同冲突动作上呈现出不同的顺序那么我们认为是冲突不可串行化的。
那这一特点通过优先图就可以体现出来。
T1-T2-T3如果是这样一个图那么就是冲突可串行化的。
T1-T2-T3-T2如果是这样一个图T2与T3之间存在了一个环那么就是冲突不可串行化的。
总结
在数据库并发事务情况下冲突是不可避免的通过优先图的方法来检测冲突使得调度器能够找到一种冲突可串行化的调度方案。
这是一个简单的C语言程序它使用了状态模式来输出Hello, world!
#include stdio.h
#include stdlib.h// 定义状态结构体
typedef struct State State;
struct State {void (*printMessage)(void);
};// 定义转换函数
void printHello(void) {printf(Hello, world!\n);
}// 定义初始状态
State initialState { .printMessage printHello };// 定义状态转换函数
void transition(State *state) {switch (*state) {case H:(*state).printMessage printHello;break;default:printf(Invalid state\n);break;}
}int main() {State state initialState;transition(state);return 0;
}这个程序定义了一个状态结构体其中有一个函数指针用于指向打印消息的函数。然后定义了一个初始状态该状态中的函数指针指向printHello函数。transition函数接受一个指向状态的指针并根据当前状态来改变它指向的函数。在main函数中我们首先设置初始状态然后调用transition函数来改变状态。
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