14 | 隔离性：实现悲观协议，除了锁还有别的办法吗？
王磊
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
你好，我是王磊，你也可以叫我 Ivan。
我们今天的主题是悲观协议，我会结合第 13 讲的内容将并发控制技术和你说清楚。在第 13 讲我们以并发控制的三阶段作为工具，区分了广义上的乐观协议和悲观协议。因为狭义乐观很少使用，所以我们将重点放在了相对乐观上。
其实，相对乐观和局部悲观是一体两面的关系，识别它的要点就在于是否有全局有效性验证，这也和分布式数据库的架构特点息息相关。但是关于悲观协议，还有很多内容没有提及，下面我们就来填补这一大块空白。
悲观协议的分类
要搞清楚悲观协议的分类，其实是要先跳出来，从并发控制技术整体的分类体系来看。
事实上，并发控制的分类体系，连学术界的标准也不统一。比如，在第 13 讲提到的两本经典教材中，“Principles of Distributed Database Systems”的分类是按照比较宽泛的乐观协议和悲观协议进行分类，子类之间又有很多重叠的概念，理解起来有点复杂。
而“Transactional Information Systems : Theory, Algorithms, and the Practice of Concurrency Control and Recovery”采用的划分方式，是狭义乐观协议和其他悲观协议。这里狭义乐观协议，就是指我们在第 13 讲提到过的，基于有效性验证的并发控制，也是学术上定义的 OCC。
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本文深入探讨了悲观协议在并发控制技术中的重要性，介绍了悲观协议的分类体系和基于锁的协议中的两阶段封锁（2PL）及其变体。重点介绍了严格两阶段封锁协议（S2PL）在单体数据和分布式数据库中的应用，以及其持锁时间过长导致的并发性能问题。随后，文章介绍了一种可能性能更优的工程化实现——串行化快照隔离（SSI），并阐述了其核心技术——串行化图检测（SGT）。SSI作为一种隔离级别，实现了可串行化隔离，为解决悲观协议性能问题提供了新的思路。文章还介绍了PostgreSQL和CockroachDB对于串行化图检测的工程实现，以及CockroachDB相对乐观的协议改良。整体而言，本文通过对悲观协议及相关技术的介绍，为读者提供了对并发控制技术的深入理解和思考。文章内容涵盖了悲观协议的重要性、S2PL在数据库中的应用、串行化快照隔离的工程实现以及PostgreSQL和CockroachDB的技术改良，为读者提供了全面的并发控制技术知识。
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平风造雨关于读时间戳缓存RTC，是为了防止RW反依赖，这里读时间戳比写时间戳大的判定，是不是和分布式数据库的时钟机制有关，如果授时不存在误差的问题，是不是就不需要RTC这个设计。作者回复: RTC的设计是为了简化SIREAD，不是因为时间误差，也就是说就算了用TSO没有时间误差了，也一样需要RTC。
2020-09-10
Jowin对SSI的理解： 1）在快照隔离的基础上，判断并行事务之间的依赖关系，如果不存在循环依赖，即可串行(交错)执行多个并发事务。 2）为了得到没有循环的DAG，CockroachDB的工程实现创造了RTC(读时间戳缓存)实现方案，其实就是重启遇到冲突的任务，消除循环依赖，本质上还是乐观锁。2021-03-053
榕老师，CockroachDB加了全局锁表，但局部还保留SGT，是因为要记录RW反向依赖这种情况？2022-04-0612
真名不叫黄金我觉得 MVCC 与乐观、悲观协议没有直接关系，因为乐观与悲观的本质区别是在“何时校验冲突”，而 MVCC 是另一个层次的技术，对冲突检验的时间点没有任何影响，不论是乐观还是悲观协议，都可以有 MVCC 存在。2020-09-111
梦想的优惠券文中：【最终，我们看到产生了一个有向无环图（Directed Acyclic Graph，DAG）。能够构建出 DAG，就说明相关事务是可串行化执行的，不需要中断任何事务。】 事物可串行化执行，是指T1、T2、T3顺序执行吗？这样性能是不是会受到影响？2021-10-271
槑·先生
最终，我们看到产生了一个有向无环图（Directed Acyclic Graph，DAG）。能够构建出 DAG，就说明相关事务是可串行化执行的，不需要中断任何事务。 这里有个疑惑，构建出DAG说明事务是可串行化的，那具体用什么手段来实现串行化呢？2021-09-06- OliviaHu看到SGT使用了DAG检测时，就想到了Spark，也想到了刷题里面的“环路检测”。 知识学到最后，还是需要从底层和基础去探寻答案呀。 谢谢老师，指教。2020-09-12
piboyemvcc可以看作单个数据的无锁结构不？乐观锁和悲观锁是全局事务级别的并发控制。2020-09-09
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