DBMS中序列和非序列时间表的计算

简介

在一个数据库管理系统（DBMS）中，调度器负责管理并发事务的执行。调度器使用时间表，即DBMS必须执行的行动序列，以确保系统保持一致的状态，并确保并发的事务不会相互干扰。有两种类型的时间表：串行的时间表和非串行的时间表。在这篇文章中，我们将讨论DBMS中两种类型的时间表的计算。

系列时间表

串行时间表是一个时间表，其中所有事务都是一个接一个地执行，没有任何并发执行。换句话说，串行时间表是一个在单线程环境中执行事务的时间表。串行时间表的计算是直接的，因为不需要考虑事务的执行顺序。

使用串行时间表的优点之一是它们易于理解和推理。因为没有并发执行，所以很容易看到系统状态如何随着事务的执行而变化。然而，如果有许多事务可以并发执行，那么串行时间表会导致性能不佳。

示例

下面是一个在SQL中的串行时间表的例子：

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

这里我们做了两个更新，一个是将账户 “A123 “的余额减少100，另一个是将账户 “B456 “的余额增加100，这被称为借记-贷记交易，一个账户的余额被贷记，另一个账户被借记。

非序列表

非串行时间表是一个时间表，其中事务是同时执行的。换句话说，非串行时间表是一个在多线程环境中执行事务的时间表。非串行时间表的计算比串行时间表的计算更复杂，因为我们必须考虑事务的执行顺序。

使用非串行时间表的一个好处是，它们可以带来更好的性能，因为事务可以同时执行。然而，非序列时间表可能更难理解和推理，因为很难看到系统状态是如何随着事务的并发执行而变化的。

值得一提的是，在计算非串行时间表时，必须确保该时间表是可串行的，这意味着它等同于一个串行时间表。如果一个时间表保留了事务的隔离性，也就是说，每个事务的执行就像它是系统中唯一的事务一样，那么这个时间表就被认为是可串行的。

示例

下面是一个在SQL中的非序列时间表的例子：

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交易中做2个更新，一个是将账户 “A123 “的余额减少100，另一个是将账户 “B456 “的余额增加100。

DBMS中序列和非序列时间表的计算

在DBMS中，调度器负责管理并发事务的执行。调度器使用时间表来确保系统保持一致的状态，并确保并发的事务不会相互干扰。

串行时间表的计算是直接的，因为不需要考虑事务的执行顺序。然而，如果有许多事务可以同时执行，那么串行时间表就会导致性能不佳。另一方面，非串行时间表可以导致更好的性能，因为事务可以同时执行。然而，理解和推理非串行时间表可能很困难，因为很难看到系统状态在事务并发执行时是如何变化的。

值得注意的是，在计算非串行时间表时，必须确保该时间表是可串行的，这意味着它相当于一个串行时间表。如果一个时间表保留了事务的隔离性，也就是说，每个事务的执行就像它是系统中唯一的事务一样，那么这个时间表就被认为是可串行的。这可以通过各种并发控制技术实现，如锁定、时间戳排序和多版本并发控制。

应注意的事项

死锁 – 死锁是一个常见的问题，在事务并发执行时可能发生。当两个或更多的事务在等待对方释放他们需要的资源时，就会发生死锁。为了避免死锁，DBMS可以使用各种技术，如锁排序和基于超时的协议。
隔离级别 – 隔离级别定义了DBMS将事务相互隔离的程度。不同的隔离级别，如READ COMMITTED、REPEATABLE READ和SERIALIZABLE，会对计划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机会，但它也会增加保持数据一致性的机会。
两阶段锁定 – 两阶段锁定是一种并发控制技术，用于确保时间表是可序列化的。两阶段锁定要求事务在两个阶段获取和释放数据项的锁：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 – 回滚和恢复是用来处理DBMS中的错误和故障的重要机制。当一个事务失败时，它必须被回滚，这样它就不会使系统处于不一致的状态。恢复机制，如写前日志和延迟更新技术，被用来确保事务可以回滚，系统可以恢复到一致的状态。