死锁 (Deadlock) - 数据库管理系统 (DBMS)

简介

在数据库管理系统 (DBMS) 中，死锁是指两个或多个事务彼此等待对方释放所持有资源的情况，从而导致系统无法继续运行。死锁是并发控制的一种常见问题。当多个事务同时竞争有限的资源，并以不同的顺序请求资源时，可能会出现死锁情况。

死锁产生的条件

为了发生死锁，必须同时满足以下4个条件，也被称为死锁的必要条件：

1. 互斥条件：一个资源一次只能被一个事务占用。
2. 请求与保持条件：一个事务在等待资源的同时持有资源。
3. 不可抢占条件：资源只有在事务完成后才能被释放，其他事务无法强行抢占。
4. 循环等待条件：存在一个进程链，每个进程都在等待下一个进程所持有的资源。

只有当这四个条件同时满足时，才可能产生死锁。

死锁解决方案

预防死锁

预防死锁旨在破坏产生死锁的必要条件。以下是一些常见的预防死锁的策略：

1. 互斥条件：由于资源的本质，无法避免互斥条件。
2. 请求与保持条件：一次性获取所有需要的资源，而不是一次只请求一个资源。
3. 不可抢占条件：如果一个事务正持有资源并请求另一个资源时，如果该资源不能立即满足请求，则释放已经持有的所有资源，避免产生死锁。
4. 循环等待条件：对所有资源定义一个顺序，并要求每个事务按指定顺序请求资源，以破坏循环等待条件。

避免死锁

避免死锁是在执行事务之前判断是否会发生死锁，如果可能发生死锁则阻止事务的执行。以下是常见的避免死锁的策略：

1. 银行家算法：通过预先计算资源的最大需求量和可用量来避免进入会导致死锁的状态。
2. 资源分级：对资源进行划分，为每个资源分配一个优先级，事务只能按照资源的优先级顺序请求资源。

检测和解除死锁

检测死锁是在运行过程中动态地检测系统是否进入死锁状态。一旦检测到死锁，可以通过以下方式来解除死锁：

1. 回滚事务：将其中一个事务回滚到一个足够早的状态，从而打破死锁循环。
2. 资源抢占：中断并终止一个或多个事务以释放所占用的资源。

总结

死锁是数据库管理系统中的常见问题，可以通过预防、避免和检测解除等策略来处理。预防死锁破环了产生死锁的必要条件，而避免死锁是在事务执行之前判断是否会发生死锁，检测和解除死锁则是在运行过程中动态地检测和处理死锁情况。

参考资料:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Deadlock
• https://www.geeksforgeeks.org/deadlock-in-dbms/