CMU 15-445 -- Two Phase Locking - 14

**CMU15-445 --两阶段锁定 (Two Phase Locking)**在数据库系统中，多个事务可能会同时访问同一资源，从而导致数据不一致的问题。两阶段锁定是一种常见的并发控制方法，它通过将锁定的过程分为两个阶段来避免这种情况。

**什么是两阶段锁定 (Two Phase Locking)?**

两阶段锁定是一种并发控制方法，主要用于数据库系统中。在这种方法中，事务首先进入一个称为"增长阶段"的阶段，在这个阶段中，它可以获得所需资源的读取锁。然后，如果需要写入数据，事务会进入一个称为"收缩阶段"的阶段，在这个阶段中，它可以获得所需资源的写入锁。

**两阶段锁定的工作原理**

1. **增长阶段 (Growth Phase)**：在这个阶段中，事务可以获得所需资源的读取锁。读取锁允许事务读取数据，而不影响其他事务对该数据的访问。
2. **收缩阶段 (Shrink Phase)**：如果需要写入数据，事务会进入收缩阶段。在这个阶段中，它可以获得所需资源的写入锁。写入锁允许事务修改数据，并且阻止其他事务对该数据进行读取或写入操作。

**两阶段锁定的优点**

1. **避免死锁 (Avoid Deadlocks)**：两阶段锁定可以避免死锁，因为在收缩阶段，事务必须获得所有所需资源的写入锁，而不是只获得部分资源的写入锁。
2. **提高并发度 (Improve Concurrency)**：两阶段锁定可以提高并发度，因为读取锁允许多个事务同时访问数据，而不影响其他事务对该数据的访问。

**两阶段锁定的缺点**

1. **增加开销 (Increase Overhead)**：两阶段锁定需要额外的开销来管理锁定的过程，这可能会导致性能下降。
2. **复杂性增加 (Increased Complexity)**：两阶段锁定比其他并发控制方法更复杂，因为它涉及两个阶段的锁定过程。

**示例代码**

以下是使用两阶段锁定的示例代码：

import threadingclass Resource:
 def __init__(self):
 self.lock = threading.Lock()

 def read(self, tid):
 # 进入增长阶段，获得读取锁 with self.lock:
 print(f"Thread {tid} is reading the resource.")

 def write(self, tid):
 # 进入收缩阶段，获得写入锁 with self.lock:
 print(f"Thread {tid} is writing to the resource.")