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法學基於可序列性的排程特徵
引言
在資料庫管理系統領域，併發控制是維護資料一致性的重要方面。確保一致性的最廣泛使用的方法之一是可序列性，這是一個基於事務產生與序列執行相同結果的能力來表徵排程的概念。在本文中，我們將探討排程中可序列性的概念，以及如何將其用於確保併發系統的一致性。
什麼是可序列性？
可序列性是一個用於確保多個事務的併發執行不會導致資料庫管理系統中出現不一致或衝突的概念。換句話說，它確保事務併發執行的結果與事務按某種順序逐個執行的結果相同。
如果某個排程等效於某個序列排程（其中所有事務都按順序逐個執行），則該排程被認為是可序列化的。這意味著如果一個排程是可序列化的，它不會導致資料庫中出現任何不一致或衝突。
排程的型別
排程有兩種型別：序列排程和併發排程。序列排程是指所有事務都按順序逐個執行的排程，併發排程是指多個事務同時執行的排程。
如果某個排程等效於某個序列排程，則該排程被認為是衝突可序列化的。如果某個排程等效於某個序列排程，但事務的順序可能不同，則該排程被認為是檢視可序列化的。
可序列性測試
有幾種方法可以測試排程是否可序列化，包括：
衝突可序列性 - 如果某個排程等效於某個序列排程並且不包含任何衝突操作，則該排程是衝突可序列化的。
檢視可序列性 - 如果某個排程等效於某個序列排程，但事務的順序可能不同，則該排程是檢視可序列化的。
為了檢查衝突可序列性，我們可以使用衝突圖法，該方法涉及建立圖形，其中每個事務都由一個節點表示，每個衝突操作都由一條邊表示。如果圖中沒有迴圈，則該排程被認為是衝突可序列化的。
為了檢查檢視可序列性，我們可以使用檢視等價法，該方法涉及將排程的結果與序列排程的結果進行比較。如果結果相同，則該排程被認為是檢視可序列化的。
併發控制技術
有幾種技術可以用來確保排程是可序列化的，包括：
鎖定 - 此技術涉及對特定資料項進行加鎖，以防止同時執行衝突操作。
時間戳 - 此技術涉及為每個事務分配一個唯一的時間戳，並按時間戳順序執行事務。
樂觀併發控制 - 此技術允許事務併發執行，但在提交時檢查衝突。
示例
BEGIN TRANSACTION READ(A) READ(B) A = A + 1 B = B + 1 WRITE(A) WRITE(B) COMMIT
在上面的例子中，我們有兩個併發執行的事務 T1 和 T2。T1 讀取 A 和 B 的值，將它們分別加 1，並將新值寫回資料庫。T2 也讀取 A 和 B 的值，將它們分別加 1，並將新值寫回資料庫。
如果 T1 和 T2 以序列排程方式執行，則 A 和 B 的最終值將為 2。但是，如果它們併發執行，則可能發生衝突，因為 T1 和 T2 都試圖同時更新相同的值。這可能導致不一致的狀態。
為了防止這種型別的衝突，我們可以使用鎖定或時間戳等併發控制技術。例如，如果我們使用鎖定，T1 將在讀取和更新 A 和 B 之前獲取對它們的鎖，而 T2 必須等到 T1 釋放鎖後才能獲取鎖並執行其操作。這確保了 T1 和 T2 不會同時對相同資料執行操作，從而避免衝突。
現實生活中可序列性的另一個例子是在電子商務平臺上。兩位顧客 A 和 B 試圖購買商店中最後一件商品。如果事務以序列排程方式執行，則顧客 A 將購買該商品，而顧客 B 將收到該商品缺貨的通知。
但是，如果事務併發執行，則可能發生衝突，因為 A 和 B 都試圖同時購買同一件商品。為了防止這種型別的衝突，我們可以使用時間戳技術，其中第一個點選“購買”按鈕的顧客獲得該商品，而另一位顧客將收到該商品不再可用的通知。
結論
可序列性是資料庫管理系統中的一個重要概念，用於確保併發系統中的一致性並防止衝突。它基於事務產生與序列執行相同結果的能力來表徵排程。有幾種技術可以用來確保可序列性，包括鎖定、時間戳和樂觀併發控制。透過理解和實現這些技術，我們可以確保我們的併發系統具有一致性和可靠性。
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