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《并发控制》PPT课件•并发控制概述•并发控制技术•并发控制的实现方式•并发控制中的问题与解决方案目•并发控制的性能优化•并发控制的应用案例录contents01并发控制概述并发控制的定义并发控制定义并发控制是计算机操作系统中用于管理多个进程或线程同时访问共享资源的一种机制,以确保数据的一致性和完整性并发控制的目的是防止多个进程同时对共享数据进行修改,造成数据不一致或冲突并发控制的主要技术包括锁、信号量、读写锁等并发控制的重要性010203保证数据一致性提高系统性能防止资源竞争和死锁并发控制能够确保多个进程或线通过合理的并发控制,可以充分并发控制可以有效避免资源竞争程同时访问共享数据时,数据的利用系统资源,提高系统的整体和死锁问题,保证系统的稳定性一致性不会被破坏性能和可靠性并发控制的常见场景多线程编程数据库操作网络通信在多线程编程中,多个线程可能数据库中的多个事务可能同时对在网络通信中,多个进程或线程同时访问共享数据,需要通过并同一数据进行操作,需要并发控可能同时进行数据交换,需要通发控制来确保数据的一致性和完制来保证数据的一致性和完整性过并发控制来确保数据的一致性整性和完整性02并发控制技术锁机制总结词锁机制是一种最基本的并发控制技术,通过锁定资源来防止多个线程同时访问同一资源详细描述锁机制通过互斥方式保证同一时刻只有一个线程可以访问共享资源,从而避免了数据不一致的问题常见的锁机制包括乐观锁和悲观锁信号量机制总结词信号量机制是一种计数器,用于控制多个线程对共享资源的访问详细描述信号量机制通过维护一个计数器来记录可用的资源数量,当线程需要访问资源时,需要先获取信号量,如果信号量为0,则线程需要等待直到有资源可用读写锁机制总结词读写锁机制是一种特殊的锁机制,允许多个线程同时读取共享资源,但在写入时则需要独占式的访问详细描述读写锁机制适用于读操作频繁、写操作较少的场景,可以提高并发性能在读操作时,多个线程可以同时访问资源,但在写操作时则需要独占式的访问,确保数据的一致性乐观并发控制总结词详细描述乐观并发控制是一种基于数据版本控制乐观并发控制采用数据版本号来标识数据的并发控制技术,认为冲突是可以避免的不同版本,当线程需要更新数据时,会的VS检查数据的版本号,如果数据版本号与预期不一致,则说明数据已经被其他线程修改过,需要重新获取最新数据乐观并发控制适用于读多写少的场景,可以减少锁的竞争和等待时间03并发控制的实现方式数据库并发控制第二季度第一季度第三季度第四季度数据库锁机制乐观锁与悲观锁隔离级别死锁处理通过数据库锁机制,如乐观锁基于数据版本记数据库管理系统提供了当多个事务相互等待对行级锁和表级锁,来控录机制,通过比较数据不同的事务隔离级别,方释放资源时,会发生制多个事务同时访问数版本号来决定是否更新如读未提交、读已提交、死锁数据库系统需要据库资源时的行为,确数据;而悲观锁则是通可重复读和串行化,以检测并解除死锁,通常保数据的一致性和完整过锁定数据来防止其他满足不同并发控制需求通过回滚事务来解除死性事务修改,可能导致数锁据长时间无法访问多线程并发控制线程同步通过使用同步原语,如信号量、互斥量、条件变量和屏障等,来协调线程之间的执行顺序,避免竞态条件和死锁线程池通过使用线程池,可以复用已创建的线程,减少线程创建和销毁的开销,提高并发性能任务调度根据优先级、时间片轮转等方式调度线程执行任务,确保高优先级任务能够及时得到处理死锁预防与检测多线程并发控制中需要预防和检测死锁,通常通过避免循环等待条件、设置锁顺序等策略来预防死锁,并通过检测算法来检测死锁网络并发控制连接管理拥塞控制在网络并发控制中,需要管理客当网络中存在过多的数据包时,0103户端与服务器的连接,限制同时可能会导致网络拥塞拥塞控制连接的数量,以防止服务器过载机制如TCP拥塞控制算法,通过调整发送速率来避免网络拥塞流量控制负载均衡0204通过流量控制机制,如滑动窗口通过负载均衡技术,将网络请求协议,来限制发送方发送数据的分发到多个服务器上处理,以提速度,以防止接收方来不及处理高网络并发处理能力和可靠性数据而造成数据丢失04并发控制中的问题与解决方案死锁问题与解决方案•死锁定义在并发控制中,多个进程因竞争资源而产生的一种相互等待的现象,若无外力作用,这些进程都将永远地等待下去死锁问题与解决方案避免死锁发生的条件互斥条件、请求和保持条件、不剥夺条件、环路等待条件死锁预防策略有序分配法、银行算法、安全序列法死锁问题与解决方案死锁检测算法银行家算法、计时法、超时法死锁解除策略资源有序分配法、撤销所有进程法、终止所有进程法饥饿问题与解决方案•饥饿定义饥饿是指当一个进程等待时间过长而得不到需要的资源时,系统中的其他进程反而不断获得资源的现象饥饿问题与解决方案要点一要点二饥饿预防的策略饥饿预防的方法公平调度策略、非抢占式策略、限制持有资源数量时间片轮转法、短进程优先法、最短剩余时间优先法饥饿问题与解决方案饥饿检测算法时间片轮转法、信号量法饥饿消除策略资源抢占法、饥饿消除法活锁问题与解决方案•活锁定义活锁是指进程在等待某个事件(如资源)时,不断反复检查该事件是否发生,但总是得不到满足,从而陷入一种无限期的等待状态活锁问题与解决方案避免活锁发生的条件活锁预防策略无饥饿条件、互斥条件、不可抢占条件、环有序分配法、银行算法、安全序列法路等待条件活锁问题与解决方案活锁检测算法活锁解除策略时间片轮转法、信号量法重新调度法、终止所有进程法05并发控制的性能优化锁的性能优化锁的粒度锁的顺序选择合适的锁粒度,如行锁、页锁、表锁等,尽量保持相同的加锁顺序,以减少死锁的可能以减少锁竞争和死锁的可能性性锁的超时设置合理的锁等待超时时间,避免长时间等待信号量的性能优化信号量的使用合理使用信号量,避免不必要的等待信号量的初始值根据实际情况设置信号量的初始值,以减少等待时间信号量的回收及时回收不再使用的信号量,避免资源浪费读写锁的性能优化读锁的并发性01允许多个读线程同时访问共享资源,提高并发性能写锁的独占性02保证写线程独占共享资源,避免写冲突读写锁的优先级03根据实际情况设置读写锁的优先级,以满足不同场景的需求06并发控制的应用案例数据库并发控制应用案例数据库并发控制的挑战当多个事务同时对同一数据进行读写时,可能会引数据库并发控制概述发数据不一致的问题,如丢失更新、脏读、不可重复读等数据库并发控制是确保多个用户或事务在同时访问数据库时,数据的一致性和完整性得数据库并发控制的实现方到保护的技术法通过锁机制、时间戳排序、多版本并发控制等技术实现并发控制,确保数据的一致性和完整性多线程并发控制应用案例多线程并发控制概述多线程并发控制是确保多个线程在同时执行时,1资源共享的正确性和数据的一致性得到保护的技术多线程并发控制的挑战当多个线程同时访问共享资源时,可能会引发数2据竞争、死锁等问题,影响程序的正确性和性能多线程并发控制的实现方法通过互斥锁、条件变量、读写锁等技术实现多线3程并发控制,确保资源的正确共享和数据的一致性网络并发控制应用案例网络并发控制概述网络并发控制是确保多个用户或进程在网络通信时,数据的正确性和可靠性得到保护的技术网络并发控制的挑战在网络通信中,由于网络延迟、丢包等因素,可能会导致数据的不一致和丢失,影响通信的正确性和可靠性网络并发控制的实现方法通过流量控制、拥塞控制、差错控制等技术实现网络并发控制,确保数据的正确传输和可靠性THANKS感谢观看。