并发调度

并发调度

并发调度单元

硬件级并发调度

  • 多发射处理器,同时执行多条指令。
  • 硬件多线程处理器,当某个线程因为 Cache 缺失需要等待时切换到另一个线程。解决处理器与存储器速度差的问题。
  • 多处理器。

系统级并发调度

以线程为最小调度单位,线程之间可以抢占,由操作系统调度。解决处理器与I/O速度差的问题。

应用级并发调度

以协程作为调度单元,由应用程序调度。

### 串行调度 在数据库系统中,当多个事务按照某种顺序依次执行而不重叠时,这样的执行方式称为串行调度。如果有 \(n\) 个事务,则存在 \(n!\) 种不同的有效串行调度方案[^2]。 ```python def serial_schedule(transactions): results = [] for transaction in transactions: execute(transaction) results.append(get_result()) return results ``` 此代码片段展示了如何模拟一个简单的串行调度过程,在这里假设 `execute()` 函数用于运行单个交易,`get_result()` 获取该交易的结果并将其添加到结果列表中。 ### 并发调度 相比之下,并发调度允许两个或更多事务的部分操作交错进行而不是完全独立地完成。这意味着某些读写动作可以在其他未结束的操作之间穿插发生。由于这种特性,并发调度能够提高系统的吞吐量和响应速度,但也可能引发诸如丢失更新等问题,除非采取适当措施加以防范[^1]。 ```python from threading import Thread def concurrent_schedule(transactions): threads = [Thread(target=execute, args=(t,)) for t in transactions] for thread in threads: thread.start() for thread in threads: thread.join() return collect_results() # 假设collect_results函数收集所有线程的结果 ``` 上述Python伪代码通过多线程实现了一个基本的并发调度模型,其中每个事务被分配给单独的工作线程去执行。 ### 可串行化调度 为了既享受并发带来的性能优势又保持数据一致性,提出了可串行化调度的概念。这是一种特殊的非串行调度形式,它保证尽管实际发生的是一系列交织在一起的动作序列,但从逻辑上看就像是某个特定次序下的纯串行执行一样;换句话说,任何合法的可串行化调度都应能产生与至少一种具体串行安排相匹配的数据状态变化效果[^3]。 ```sql BEGIN TRANSACTION; -- 执行一系列SQL语句... COMMIT; -- 或者对于另一个事务: BEGIN TRANSACTION; -- 更改表结构或其他影响全局的行为前先锁定资源 LOCK TABLES table_name WRITE; -- 继续执行其它命令... UNLOCK TABLES; COMMIT; ``` 以上SQL示例说明了如何利用显式的事务边界定义以及必要的锁机制来构建满足可串行化条件的应用程序级控制流程。
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