2.4　两阶段锁

要实现冲突可串行化的调度，可以采用对数据库对象封锁的方式。当读取一个数据库对象时，可以对这个对象加共享锁（S锁）；当修改一个数据库对象时，可以对这个对象加排他锁（X锁）。

加锁操作需要在访问数据库对象之前执行，而放锁的时机就比较微妙了。如果要实现一个真正的可串行化调度，那么需要借助两阶段锁机制。两阶段锁协议将事务的封锁过程分成了以下两个阶段。

• 增长阶段（Growing Phase）：事务可以尝试申请任何类型的锁，但是这个阶段不允许释放锁。

• 收缩阶段（Shrinking Phase）：事务可以放锁，但是禁止再申请新的锁。

我们可以借助反证法来证明两阶段锁的正确性，从两阶段锁的描述中可以看出，它的增长阶段和收缩阶段是严格区分的，也就是说加锁和放锁不会穿插进行。因此可以假设有一组事务{T1, T2, T3,…,Tn}，该组事务采用两阶段锁的方法对本事务的操作进行控制。再假设它的优先图是有环的，也就是说该组事务的当前调度不是冲突可串行化的，如图2-10所示。

图2-10　通过反证法证明2PL的正确性

由优先图的关系可以得知，T1->T2有冲突依赖，即这两个事务在同一个对象上有冲突操作，那么必须是T1先释放锁，T2才被允许操作（读或写）这个对象（即对这个对象加锁）。如果T1和T2都遵守两阶段锁协议，那么，T1处于收缩阶段之后，T2处于增长阶段；进而可知，当T2处于收缩阶段时，T3则处于增长阶段。依此类推。

由于优先图有环，也就是存在Tn->T1的冲突依赖，所以当Tn处于收缩阶段时，T1才能处于增长阶段。而我们已经假设T1处于收缩阶段了，这违背了两阶段锁协议。由此可知，优先图中如果有环，就不满足两阶段锁协议的要求。

PostgreSQL中的封锁协议在2PL的基础上又有所增强，它基于S2PL（Strict-2PL）进行封锁。S2PL和2PL的主要区别在于放锁的时间，S2PL在事务提交时统一放锁。