8.5　数据一致性控制

本节概览：先建立「数据一致性控制」的框架，再依次展开下列小节。

1. 事务
2. 检查点
3. 并发控制(Concurrent Control)
4. 重复数据的数据一致性问题

事务记录（Transaction Record）：为实现原子修改，借助事务记录这种数据结构实现。它存放在非常可靠的存储器（又称稳定存储器）中，记录事务运行时数据项修改的全部信息，故又称为运行记录（Log）。

恢复算法：由于被事务 Ti 修改的数据及修改前后的值都能在事务记录表中找到，利用事务记录表，系统能处理任何故障而不使非易失性存储器中信息丢失。恢复算法利用以下两个过程。

1. undo〈Ti〉：把所有被事务 Ti 修改过的数据恢复为修改前的值
2. redo〈Ti〉：把所有被事务 Ti 修改过的数据设置为新值

检查点（Check Points）的作用：系统发生故障时，必须检查整个 Log 表，确定哪些事务需要 redo、哪些需要 undo。系统中可能存在许多并发执行的事务，事务记录表中记录会越来越多，故障后清理非常费时。

引入检查点的主要目的：使对事务记录表中事务记录的清理工作经常化，定期把已提交事务的修改写回磁盘并记录检查点。

利用互斥锁实现顺序性：最简单的方法是设置一种用于实现互斥的锁，简称互斥锁（Exclusive Lock）。为每个共享对象设置一把互斥锁。

事务 Ti 访问对象前先获得该对象的互斥锁：成功便锁住对象，Ti 可读或写，其它事务因未获得锁而不能访问。若 Ti 需访问一批对象，为保证原子性，应先获得这批对象的全部互斥锁。

互斥锁简单易行，但效率不高：共享文件虽只允许一个事务写，却允许多个事务同时读，而互斥锁锁住后只允许一个事务读。

为此引入共享锁（Shared Lock）：与互斥锁的区别在于——互斥锁仅允许一个事务对相应对象读或写；共享锁允许多个事务同时对相应对象读，但不允许其中任何一个事务写。

数据一致性控制保证系统中重复存放的数据保持一致，以及在事务、并发操作下数据仍正确。本节讲事务、检查点、并发控制和重复数据一致性。

1. 检查点
2. 并发控制(Concurrent Control)

结合插图「图8-18 UNIX类型的目录」理解本节要点。

2. 链接数一致性检查在UNIX类型的文件目录中，其每个目录项内都含有一个索引结点号，用于指向该文件的索引结点。对于一个共享文件，其索引结点号会在目录中出现多次。