【数据库】数据库并发控制的冲突检测，冲突可串行化的调度，保障变乱的特性 ...

冲突可串行化

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• 手写数据库toadb
  本专栏主要先容怎样从零开发，开发的步骤，以及开发过程中的涉及的原理，遇到的问题等，让各人能跟上并且可以一起开发，让每个必要的人成为参与者。
  本专栏会定期更新，对应的代码也会定期更新，每个阶段的代码会打上tag，方便阶段学习。
  

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前言

随着信息技术的飞速发展，数据已经渗出到各个范畴，成为现代社会最紧张的资产之一。在这个大数据期间，数据库理论在数据管理、存储和处理处罚中发挥着至关紧张的作用。然而，很多读者可能对数据库理论感到狐疑，不知道怎样选择符合的数据库，怎样设计有用的数据库布局，以及怎样处理处罚和管理大量的数据。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，资助他们更好地理解和应用数据库技术。
数据库理论是研究怎样有用地管理、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，怎样高效地处理处罚和管理这些数据成为一个紧张的问题。同时，随着云盘算、物联网、大数据等新兴技术的不停发展，数据库理论的紧张性日益凸显。
因此，本专栏的分享希望可以进步各人对数据库理论的熟悉和理解，对于感兴趣的朋侪带来资助。
概述

商用数据库管理系中的调度器通常逼迫执行被称为“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变乱，都会发生冲突，本文就来分享一下突冲的缘故原由，以及怎样检测冲突发生，怎样做到冲突可串行化。
冲突

起首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，它们满意，如果它们的次序发生互换，那么它们涉及的变乱至少有一个的举动会改变。
冲突的发生条件

一般什么环境下会发生冲突呢？
数据库的操纵可以分为写和读两种，我们看一下两个变乱，分别有一个操纵时，什么环境下为会产生冲突。

• 当两个变乱对同一数据库元素读时，先后次序互换，并不发生结果的改变，不会冲突；
  
• 当两个变乱操纵同一个数据元素时，有一个读，一个写时，先后次序互换，读操纵的变乱的结果就会不一样，这时就会产生冲突；
  
• 当两个变乱操纵同一个数据元素时，两个变乱都进行写操纵，先后次序互换，两个变乱的结果都不会一样；
  
• 当两个变乱操纵不同数据库元素时，不管是读还是写，次序互换，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：

• 不同变乱操纵同一个数据库元素；
  
• 操纵中至少有一个是写操纵；
  

那么我们将一个执行序列进行调度，进行恣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，如果能到达这一点，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互换，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，阐明变乱的语义会影响串行化，但是对于调度器来说，它不会深入到变乱执行的细节，但是调度器能够看来自变乱的读写哀求，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辨认冲突。
在一个调度执行序列中，可以确定冲突动作对应的变乱的先后次序，怎样变乱先后次序在不同冲突动作上，出现出不同的次序，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表现出来。

1. T1->T2->T3

复制代码

如果是这样一个图，那么就是冲突可串行化的。

1. T1->T2->T3
2. ->T2

复制代码

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

在数据库并发变乱环境下，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，它利用了状态模式来输出"Hello, world!"：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
4. // 定义状态结构体
5. typedef struct State State;
6. struct State {
7.     void (*printMessage)(void);
8. };
10. // 定义转换函数
11. void printHello(void) {
12.     printf("Hello, world!\n");
13. }
15. // 定义初始状态
16. State initialState = { .printMessage = printHello };
18. // 定义状态转换函数
19. void transition(State *state) {
20.     switch (*state) {
21.         case 'H':
22.             (*state).printMessage = printHello;
23.             break;
24.         default:
25.             printf("Invalid state\n");
26.             break;
27.     }
28. }
30. int main() {
31.     State state = initialState;
32.     transition(&state);
33.     return 0;
34. }

复制代码

这个程序定义了一个状态布局体，此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函数担当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，我们起首设置初始状态，然后调用transition函数来改变状态。
结尾

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