3.8.4 封锁协议
本课核心知识点整理
封锁协议解决什么
事务并发会破坏隔离性，封锁协议通过“访问数据前先加锁”来控制读写冲突。课程字幕说明，封锁协议种类很多，软件设计师目前更常考基础的 S 锁和 X 锁原则；两段锁、三级封锁协议了解即可。
S 锁与 X 锁
| 锁 | 英文 | 中文 | 用途 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| S 锁 | Share Lock | 共享锁、读锁 | 读取数据 | 多个事务可同时读 |
| X 锁 | Exclusive Lock | 排他锁、写锁、独占锁 | 修改数据 | 独占数据项，阻止其他读写锁 |
S 锁用于保护读操作：别人也可以读，但不能写。X 锁用于保护写操作：别人既不能读，也不能写。
锁兼容矩阵
判断加锁是否成功时，直接看数据项当前已有锁和新申请锁是否兼容：
| 当前已有锁 | 申请 S 锁 | 申请 X 锁 |
|---|---|---|
| 无锁 | 成功 | 成功 |
| S 锁 | 成功 | 失败 |
| X 锁 | 失败 | 失败 |
这就是字幕里的核心原则：已经加了 S 锁，还可以继续加 S 锁，但不能加 X 锁；已经加了 X 锁，其他事务不能再加任何锁。
例题式判断
若事务 T1 已对 D1 加 S 锁：
| 其他事务申请 | 结果 | 原因 |
|---|---|---|
对 D1 加 S 锁 | 成功 | 共享读兼容 |
对 D1 加 X 锁 | 失败 | 写锁与已有读锁冲突 |
若事务 T1 已对 D2 加 X 锁：
| 其他事务申请 | 结果 | 原因 |
|---|---|---|
对 D2 加 S 锁 | 失败 | X 锁独占 |
对 D2 加 X 锁 | 失败 | X 锁互斥 |
做选择题时，先逐个数据项标记已有锁，再判断后续每个申请是否兼容。
三级封锁协议的理解
虽然字幕强调考试更常见 S/X 锁原则，但传统教材常把封锁协议分为三级：
| 协议 | 加锁要求 | 能防止 |
|---|---|---|
| 一级封锁协议 | 修改数据前加 X 锁，事务结束释放 | 丢失修改 |
| 二级封锁协议 | 一级基础上，读数据前加 S 锁，读完释放 | 丢失修改、读脏数据 |
| 三级封锁协议 | 一级基础上，读数据前加 S 锁，事务结束释放 | 丢失修改、读脏数据、不可重复读 |
级别越高，锁保持时间越长，隔离性越强，但并发度越低。三级协议防不可重复读，是因为第一次读后 S 锁不立刻释放，其他事务不能在本事务结束前修改该数据。
封锁的副作用
加锁能提高一致性，但也可能带来等待和死锁。死锁是多个事务互相等待对方释放锁。软考这一章通常不展开死锁处理，只需知道封锁并非没有代价：它通过降低一部分并发自由度换取正确性。
做题路线
- 写操作看 X 锁，读操作看 S 锁。
- 已有 S 锁时，其他 S 锁可成功，X 锁失败。
- 已有 X 锁时，其他任何 S/X 锁都失败。
- 问“防哪些并发问题”时，用一级/二级/三级协议表判断。
例题
事务修改数据前通常应加：
能防止丢失修改、读脏数据和不可重复读的封锁协议是：
自查要点
- 共享锁和排他锁的区别是什么？
- 一级、二级、三级封锁协议分别能防什么？
- 为什么三级封锁协议会降低并发度？