數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLSERVER的并發(fā)控制機(jī)制

數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用PrinciplesandApplicationofDatabase

第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制AnIntroductiontoDatabaseSystem飛機(jī)定票系統(tǒng)AnIntroductiontoDatabaseSystem銀行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)AnIntroductiontoDatabaseSystem為何要并發(fā)？并發(fā)執(zhí)行可能引起哪些問題？如何知道并發(fā)執(zhí)行后結(jié)果是正確的？并發(fā)執(zhí)行如何控制實(shí)現(xiàn)？AnIntroductiontoDatabaseSystem第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.1并發(fā)控制概述11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性11.3封鎖11.4兩段鎖協(xié)議11.5封鎖的粒度11.6活鎖和死鎖11.7SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.8小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem多事務(wù)執(zhí)行方式事務(wù)串行執(zhí)行每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)事務(wù)運(yùn)行，其他事務(wù)必須等到這個(gè)事務(wù)結(jié)束以后方能運(yùn)行不能充分利用系統(tǒng)資源，發(fā)揮數(shù)據(jù)庫共享資源的特點(diǎn)T1T2T3AnIntroductiontoDatabaseSystem多事務(wù)執(zhí)行方式（續(xù)）交叉并發(fā)方式（interleavedconcurrency）事務(wù)的并行執(zhí)行是這些并行事務(wù)的并行操作輪流交叉運(yùn)行單處理機(jī)系統(tǒng)中的并發(fā)方式，能夠減少處理機(jī)的空閑時(shí)間，提高系統(tǒng)的效率T1T2T3T1T2T1T3T3T2T2T1AnIntroductiontoDatabaseSystem多事務(wù)執(zhí)行方式（續(xù)）同時(shí)并發(fā)方式（simultaneousconcurrency）多處理機(jī)系統(tǒng)中，每個(gè)處理機(jī)可以運(yùn)行一個(gè)事務(wù)，多個(gè)處理機(jī)可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)事務(wù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)事務(wù)真正的并行運(yùn)行。AnIntroductiontoDatabaseSystem事務(wù)并發(fā)執(zhí)行帶來的問題可能會(huì)存取和存儲(chǔ)不正確的數(shù)據(jù)，破壞事務(wù)的隔離性和數(shù)據(jù)庫的一致性DBMS必須提供并發(fā)控制機(jī)制并發(fā)控制機(jī)制是衡量一個(gè)DBMS性能的重要標(biāo)志之一AnIntroductiontoDatabaseSystem并發(fā)控制機(jī)制的目的改善系統(tǒng)的性能，交叉利用系統(tǒng)資源改善短事務(wù)的響應(yīng)時(shí)間AnIntroductiontoDatabaseSystem（1）甲售票點(diǎn)（甲事務(wù)）讀出某航班的機(jī)票余額A，設(shè)A=16。

（2）乙售票點(diǎn)（乙事務(wù)）讀出同一航班的機(jī)票余額A，也為16。

（3）甲售票點(diǎn)賣出一張機(jī)票，修改余額AA-1，所以A為15，把A寫回?cái)?shù)據(jù)庫。

（4）乙售票點(diǎn)賣出一張機(jī)票，修改余額AA-1，所以A為15，把A寫回?cái)?shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)不一致實(shí)例：飛機(jī)訂票系統(tǒng)AnIntroductiontoDatabaseSystem原因：并發(fā)操作破壞了事務(wù)的隔離性。數(shù)據(jù)不一致實(shí)例：飛機(jī)訂票系統(tǒng)AnIntroductiontoDatabaseSystem并發(fā)操作帶來的數(shù)據(jù)不一致性丟失修改（lostupdate）讀“臟”數(shù)據(jù)（dirtyread）不可重復(fù)讀（non-repeatableread）AnIntroductiontoDatabaseSystem丟失修改TimeT1T2A=16讀A=16讀A=16A=A-1寫回AA=15A=A-1寫回AA=15A=15AnIntroductiontoDatabaseSystem丟失修改（續(xù)）丟失修改是指事務(wù)1與事務(wù)2從數(shù)據(jù)庫中讀入同一數(shù)據(jù)并修改事務(wù)2的提交結(jié)果破壞了事務(wù)1提交的結(jié)果導(dǎo)致事務(wù)1的修改被丟失AnIntroductiontoDatabaseSystem丟失修改（續(xù)）原因：兩個(gè)（或多個(gè)）事務(wù)對(duì)“同一數(shù)據(jù)”并發(fā)地“寫入”引起（違背了事務(wù)的隔離性，事務(wù)間產(chǎn)生了干擾）稱為“寫-寫”沖突。結(jié)果：與串行地執(zhí)行兩個(gè)（或多個(gè)）事務(wù)的結(jié)果不一致。AnIntroductiontoDatabaseSystem讀“臟”數(shù)據(jù)TimeT1T2C=100讀C=100C=C*2寫回CC=200C=100讀C=200RollbackAnIntroductiontoDatabaseSystem讀“臟”數(shù)據(jù)事務(wù)1修改某一數(shù)據(jù)，并將其寫回磁盤事務(wù)2讀取同一數(shù)據(jù)后，事務(wù)1由于某種原因被撤消，這時(shí)事務(wù)1已修改過的數(shù)據(jù)恢復(fù)原值事務(wù)2讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致，是不正確的數(shù)據(jù)，又稱為“臟”數(shù)據(jù)。AnIntroductiontoDatabaseSystem讀“臟”數(shù)據(jù)原因:由一事務(wù)讀另一事務(wù)尚未提交的數(shù)據(jù)引起稱為“寫-讀”沖突結(jié)果:有可能讀到要回退的更新數(shù)據(jù)AnIntroductiontoDatabaseSystem不可重復(fù)讀TimeT1T2A=50B=100讀A=50讀B=100A+B=150讀B=100A=50B=200B=B*2寫回B讀A=50讀B=200A+B=250AnIntroductiontoDatabaseSystem不可重復(fù)讀事務(wù)1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)2執(zhí)行更新操作，使事務(wù)1無法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果。AnIntroductiontoDatabaseSystem不可重復(fù)讀原因：由“讀-寫”沖突引起結(jié)果：第二次讀的值與前次讀的值不同AnIntroductiontoDatabaseSystem三類不可重復(fù)讀事務(wù)1讀取某一數(shù)據(jù)后：事務(wù)2對(duì)其做了修改，當(dāng)事務(wù)1再次讀該數(shù)據(jù)時(shí)，得到與前一次不同的值。事務(wù)2刪除了其中部分記錄，當(dāng)事務(wù)1再次讀取數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些記錄神密地消失了。事務(wù)2插入了一些記錄，當(dāng)事務(wù)1再次按相同條件讀取數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)多了一些記錄。后兩種不可重復(fù)讀有時(shí)也稱為幻影現(xiàn)象（phantomrow）AnIntroductiontoDatabaseSystem不可重復(fù)讀----幻影現(xiàn)象TimeT1T2Selectcount(*)whereSsex=‘女’2rowsreturnedInsert劉晨，女王敏，女李麗，女劉晨，女王敏，女李麗，女Selectcount(*)whereSsex=‘女’3rowsreturnedAnIntroductiontoDatabaseSystem結(jié)論：不同事務(wù)中對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行“寫-寫”、“寫-讀”或“讀-寫”的操作進(jìn)行交錯(cuò)，都會(huì)造成沖突。對(duì)事務(wù)的并發(fā)執(zhí)行的控制，歸結(jié)為對(duì)“數(shù)據(jù)訪問沖突”的控制。AnIntroductiontoDatabaseSystem第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.1并發(fā)控制概述11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性11.3封鎖11.4兩段鎖協(xié)議11.5封鎖的粒度11.6活鎖和死鎖11.7SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.8小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性一、可串行化調(diào)度二、沖突可串行化調(diào)度AnIntroductiontoDatabaseSystem一、可串行化調(diào)度將所有事務(wù)串行起來的調(diào)度策略一定是正確的調(diào)度策略。如果一個(gè)事務(wù)運(yùn)行過程中沒有其他事務(wù)在同時(shí)運(yùn)行，也就是說它沒有受到其他事務(wù)的干擾，那么就可以認(rèn)為該事務(wù)的運(yùn)行結(jié)果是正常的或者預(yù)想的AnIntroductiontoDatabaseSystem可串行化調(diào)度（續(xù)）幾個(gè)事務(wù)的并行執(zhí)行是正確的，當(dāng)且僅當(dāng)其結(jié)果與按某一次序串行地執(zhí)行它們時(shí)的結(jié)果相同。這種并行調(diào)度策略稱為可串行化（Serializable）的調(diào)度。AnIntroductiontoDatabaseSystem可串行化調(diào)度（續(xù)）可串行性是并行事務(wù)正確性的唯一準(zhǔn)則例：現(xiàn)在有兩個(gè)事務(wù)，分別包含下列操作：事務(wù)1：讀B；A=B+1；寫回A；事務(wù)2：讀A；B=A+1；寫回B；假設(shè)A的初值為2，B的初值為2。AnIntroductiontoDatabaseSystem可串行化調(diào)度（續(xù)）對(duì)這兩個(gè)事務(wù)的不同調(diào)度策略串行執(zhí)行串行調(diào)度策略1（T1，T2）A=3，B=4串行調(diào)度策略2（T2，T1）A=4，B=3AnIntroductiontoDatabaseSystem為了保證并行操作的正確性，DBMS的并行控制機(jī)制必須提供一定的手段來保證調(diào)度是可串行化的。從理論上講，在某一事務(wù)執(zhí)行時(shí)禁止其他事務(wù)執(zhí)行的調(diào)度策略一定是可串行化的調(diào)度，這也是最簡單的調(diào)度策略，但這種方法實(shí)際上是不可行的，因?yàn)樗褂脩舨荒艹浞止蚕頂?shù)據(jù)庫資源。AnIntroductiontoDatabaseSystem判定可串行化調(diào)度的充分條件是沖突可串行化調(diào)度AnIntroductiontoDatabaseSystem11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性一、可串行化調(diào)度二、沖突可串行化調(diào)度AnIntroductiontoDatabaseSystem二、沖突可串行化調(diào)度不同的事務(wù)對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)的讀讀操作、讀寫操作和寫寫操作：Ri(x)與Rj(x)Ri(x)與Wj(x)Wi(x)與Rj(x)Wi(x)與Wj(x)AnIntroductiontoDatabaseSystem沖突可串行化調(diào)度（續(xù)）沖突指令不同的事務(wù)對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)的讀寫操作和寫寫操作：Ri(x)與Wj(x)Wi(x)與Rj(x)Wi(x)與Wj(x)AnIntroductiontoDatabaseSystem沖突可串行化調(diào)度（續(xù)）沖突等價(jià)一個(gè)調(diào)度Sc在保證沖突操作的次序不變的情況下，通過交換兩個(gè)事務(wù)不沖突操作的次序得到另一個(gè)調(diào)度Sc’，如果Sc’是串行的，稱調(diào)度Sc與Sc’等價(jià)，Sc為沖突可串行化的調(diào)度。AnIntroductiontoDatabaseSystem沖突可串行化調(diào)度（續(xù)）T1T2T1T2R(A)W(A)R(B)W(B)R(A)W(A)R(B)W(B)R(A)W(A)R(B)W(B)R(A)W(A)R(B)W(B)R(A)W(A)R(B)W(B)R(A)W(A)R(B)W(B)R(A)W(A)R(B)W(B)R(A)W(A)R(B)W(B)123AnIntroductiontoDatabaseSystem沖突可串行化調(diào)度（非沖突串行化）T1T2R(A)W(A)W(A)AnIntroductiontoDatabaseSystem沖突可串行化調(diào)度（續(xù)）T1T2T3W(Y)W(X)W(Y)W(X)W(X)W(Y)W(X)W(Y)W(X)W(X)AnIntroductiontoDatabaseSystem第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.1并發(fā)控制概述11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性11.3封鎖11.4兩段鎖協(xié)議11.5封鎖的粒度11.6活鎖和死鎖11.7SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.8小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem11.3封鎖一、什么是封鎖二、基本封鎖類型三、基本鎖的相容矩陣AnIntroductiontoDatabaseSystem一、什么是封鎖封鎖就是事務(wù)T在對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象（例如表、記錄等）操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，對(duì)其加鎖加鎖后事務(wù)T就對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其它的事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對(duì)象。封鎖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的一個(gè)非常重要的技術(shù)AnIntroductiontoDatabaseSystem11.2封鎖一、什么是封鎖二、基本封鎖類型三、基本鎖的相容矩陣AnIntroductiontoDatabaseSystem二、基本封鎖類型DBMS通常提供了多種類型的封鎖。一個(gè)事務(wù)對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖后究竟擁有什么樣的控制是由封鎖的類型決定的?；痉怄i類型排它鎖（eXclusivelock，簡記為X鎖）共享鎖（Sharelock，簡記為S鎖）AnIntroductiontoDatabaseSystem

排它鎖

排它鎖又稱為寫鎖、X鎖若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改A，其它任何事務(wù)都不能再對(duì)A加任何類型的鎖，直到T釋放A上的鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem共享鎖共享鎖又稱為讀鎖、S鎖若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上S鎖，則事務(wù)T可以讀A得不能修改A，其它事務(wù)只能再對(duì)A加S鎖，而不能加X鎖，直到T釋放A上的S鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem11.2封鎖一、什么是封鎖二、基本封鎖類型三、基本鎖的相容矩陣AnIntroductiontoDatabaseSystem三、鎖的相容矩陣Y=Yes，相容的請(qǐng)求N=No，不相容的請(qǐng)求

T2T1XS-XNNYSNYY-YYYAnIntroductiontoDatabaseSystem

XlockA等待等待等待等待獲得XlockA讀A=15A←A-1寫回A=14CommitUnlockA

①

XlockA獲得②

讀A=16

③A←A-1寫回A=15CommitUnlockA④

⑤

T2T1沒有丟失修改AnIntroductiontoDatabaseSystem

XlockB等待等待等待等待等待等待等待等待獲得XlockB讀B=100B←B*2寫回B=200CommitUnlockB①

SlockA讀A=50SlockB讀B=100求和=150②

③讀A=50讀B=100求和=150CommitUnlockAUnlockB④

⑤

T2T1可重復(fù)讀AnIntroductiontoDatabaseSystem

SlockC等待等待等待等待獲得SlockC讀C=100CommitCUnlockC①

XlockC讀C=100C←C*2寫回C=200②

③ROLLBACK(C恢復(fù)為100)UnlockC④

⑤

T2T1不讀“臟”數(shù)據(jù)AnIntroductiontoDatabaseSystem第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.1并發(fā)控制概述11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性11.3封鎖11.4兩段鎖協(xié)議11.5封鎖的粒度11.6活鎖和死鎖11.7SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.8小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem11.4兩段鎖協(xié)議兩段鎖協(xié)議的內(nèi)容在對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作之前，事務(wù)首先要獲得對(duì)該數(shù)據(jù)的封鎖在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再獲得任何其他封鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem兩段鎖協(xié)議（續(xù)）“兩段”鎖的含義事務(wù)分為兩個(gè)階段

第一階段是獲得封鎖，也稱為擴(kuò)展階段；第二階段是釋放封鎖，也稱為收縮階段。AnIntroductiontoDatabaseSystem兩段鎖協(xié)議（續(xù)）例：事務(wù)1的封鎖序列：SlockA...SlockB...XlockC...UnlockB...UnlockA...UnlockC；事務(wù)2的封鎖序列：SlockA...UnlockA...SlockB...XlockC...UnlockC...UnlockB；事務(wù)1遵守兩段鎖協(xié)議，而事務(wù)2不遵守兩段協(xié)議。AnIntroductiontoDatabaseSystem兩段鎖協(xié)議（續(xù)）并行執(zhí)行的所有事務(wù)均遵守兩段鎖協(xié)議，則對(duì)這些事務(wù)的所有并行調(diào)度策略都是可串行化的。

所有遵守兩段鎖協(xié)議的事務(wù)，其并行執(zhí)行的結(jié)果一定是正確的事務(wù)遵守兩段鎖協(xié)議是可串行化調(diào)度的充分條件，而不是必要條件可串行化的調(diào)度中，不一定所有事務(wù)都必須符合兩段鎖協(xié)議。AnIntroductiontoDatabaseSystem兩段鎖協(xié)議（續(xù)）AnIntroductiontoDatabaseSystem兩段鎖協(xié)議（續(xù)）兩段鎖協(xié)議與防止死鎖的一次封鎖法一次封鎖法要求每個(gè)事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則就不能繼續(xù)執(zhí)行，因此一次封鎖法遵守兩段鎖協(xié)議但是兩段鎖協(xié)議并不要求事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，因此遵守兩段鎖協(xié)議的事務(wù)可能發(fā)生死鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem兩段鎖協(xié)議（續(xù)）遵守兩段鎖協(xié)議的事務(wù)發(fā)生死鎖T1SlockB讀B=2

XlockA等待等待T2

SlockA讀A=2

XlockA等待AnIntroductiontoDatabaseSystem第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.1并發(fā)控制概述11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性11.3封鎖11.4兩段鎖協(xié)議11.5封鎖的粒度11.6活鎖和死鎖11.7SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.8小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem11.5封鎖的粒度一、多粒度封鎖二、意向鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem一、多粒度封鎖（一）什么是封鎖粒度（二）選擇封鎖粒度的原則（三）多粒度封鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem（一）什么是封鎖粒度X鎖和S鎖都是加在某一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象上的封鎖的對(duì)象:邏輯單元，物理單元例：在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，封鎖對(duì)象：邏輯單元:屬性值、屬性值集合、元組、關(guān)系、索引項(xiàng)、整個(gè)索引、整個(gè)數(shù)據(jù)庫等物理單元：頁（數(shù)據(jù)頁或索引頁）、物理記錄等AnIntroductiontoDatabaseSystem什么是封鎖粒度（續(xù)）封鎖對(duì)象可以很大也可以很小例：對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫加鎖對(duì)某個(gè)屬性值加鎖封鎖對(duì)象的大小稱為封鎖的粒度(Granularity)多粒度封鎖(multiplegranularitylocking)在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)支持多種封鎖粒度供不同的事務(wù)選擇AnIntroductiontoDatabaseSystem一、封鎖粒度（一）什么是封鎖粒度（二）選擇封鎖粒度的原則（三）多粒度封鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem（二）選擇封鎖粒度的原則封鎖的粒度越大，小，系統(tǒng)被封鎖的對(duì)象少，多，并發(fā)度小，高，系統(tǒng)開銷小，大，選擇封鎖粒度：考慮封鎖機(jī)構(gòu)和并發(fā)度兩個(gè)因素對(duì)系統(tǒng)開銷與并發(fā)度進(jìn)行權(quán)衡AnIntroductiontoDatabaseSystem選擇封鎖粒度的原則（續(xù)）需要處理多個(gè)關(guān)系的大量元組的用戶事務(wù)：以數(shù)據(jù)庫為封鎖單位；需要處理大量元組的用戶事務(wù)：以關(guān)系為封鎖單元；只處理少量元組的用戶事務(wù)：以元組為封鎖單位AnIntroductiontoDatabaseSystem（三）多粒度封鎖多粒度樹以樹形結(jié)構(gòu)來表示多級(jí)封鎖粒度根結(jié)點(diǎn)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫，表示最大的數(shù)據(jù)粒度葉結(jié)點(diǎn)表示最小的數(shù)據(jù)粒度

AnIntroductiontoDatabaseSystem多粒度封鎖（續(xù)）例：三級(jí)粒度樹。根結(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫的子結(jié)點(diǎn)為關(guān)系，關(guān)系的子結(jié)點(diǎn)為元組。數(shù)據(jù)庫關(guān)系Rn關(guān)系R1元組元組元組元組………………AnIntroductiontoDatabaseSystem多粒度封鎖協(xié)議

允許多粒度樹中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)被獨(dú)立地加鎖對(duì)一個(gè)結(jié)點(diǎn)加鎖意味著這個(gè)結(jié)點(diǎn)的所有后裔結(jié)點(diǎn)也被加以同樣類型的鎖在多粒度封鎖中一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象可能以兩種方式封鎖：顯式封鎖和隱式封鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem顯式封鎖和隱式封鎖顯式封鎖:直接加到數(shù)據(jù)對(duì)象上的封鎖隱式封鎖:由于其上級(jí)結(jié)點(diǎn)加鎖而使該數(shù)據(jù)對(duì)象加上了鎖顯式封鎖和隱式封鎖的效果是一樣的AnIntroductiontoDatabaseSystem對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)系統(tǒng)檢查的內(nèi)容

該數(shù)據(jù)對(duì)象有無顯式封鎖與之沖突

所有上級(jí)結(jié)點(diǎn)檢查本事務(wù)的顯式封鎖是否與該數(shù)據(jù)對(duì)象上的隱式封鎖沖突：(由上級(jí)結(jié)點(diǎn)封鎖造成的）所有下級(jí)結(jié)點(diǎn)看上面的顯式封鎖是否與本事務(wù)的隱式封鎖（將加到下級(jí)結(jié)點(diǎn)的封鎖）沖突。AnIntroductiontoDatabaseSystem11.5封鎖的粒度一、多粒度封鎖二、意向鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem二、意向鎖引進(jìn)意向鎖（intentionlock）目的提高對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖時(shí)系統(tǒng)的檢查效率AnIntroductiontoDatabaseSystem什么是意向鎖對(duì)任一結(jié)點(diǎn)加基本鎖，必須先對(duì)它的上層結(jié)點(diǎn)加意向鎖如果對(duì)一個(gè)結(jié)點(diǎn)加意向鎖，則說明該結(jié)點(diǎn)的下層結(jié)點(diǎn)正在被加鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem意向鎖(續(xù))例：對(duì)任一元組r加鎖，先關(guān)系R加意向鎖事務(wù)T要對(duì)關(guān)系R加X鎖,系統(tǒng)只要檢查根結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫和關(guān)系R是否已加了不相容的鎖，不需要搜索和檢查R中的每一個(gè)元組是否加了X鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem常用意向鎖意向共享鎖(IntentShareLock，簡稱IS鎖)意向排它鎖(IntentExclusiveLock，簡稱IX鎖)共享意向排它鎖(ShareIntentExclusiveLock，簡稱SIX鎖)AnIntroductiontoDatabaseSystem意向鎖（續(xù)）IS鎖如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IS鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬（意向）加S鎖。

例：要對(duì)某個(gè)元組加S鎖，則要首先對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫加IS鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem意向鎖（續(xù)）IX鎖如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬（意向）加X鎖。例：要對(duì)某個(gè)元組加X鎖，則要首先對(duì)關(guān)系和數(shù)據(jù)庫加IX鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem意向鎖（續(xù)）SIX鎖如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加SIX鎖，表示對(duì)它加S鎖，再加IX鎖，即SIX=S+IX。例：對(duì)某個(gè)表加SIX鎖，則表示該事務(wù)要讀整個(gè)表（所以要對(duì)該表加S鎖），同時(shí)會(huì)更新個(gè)別元組（所以要對(duì)該表加IX鎖）。AnIntroductiontoDatabaseSystem意向鎖（續(xù)）意向鎖的相容矩陣T1T2SXISIXSIX-

SYNYNNYXNNNNNYISYNYYYYIXNNYYNYSIXNNYNNY-YYYYYYAnIntroductiontoDatabaseSystem意向鎖（續(xù)）鎖的強(qiáng)度鎖的強(qiáng)度是指它對(duì)其他鎖的排斥程度一個(gè)事務(wù)在申請(qǐng)封鎖時(shí)以強(qiáng)鎖代替弱鎖是安全的，反之則不然SIXXSIX-ISAnIntroductiontoDatabaseSystem意向鎖（續(xù)）具有意向鎖的多粒度封鎖方法申請(qǐng)封鎖時(shí)應(yīng)該按自上而下的次序進(jìn)行；釋放封鎖時(shí)則應(yīng)該按自下而上的次序進(jìn)行

例：事務(wù)T要對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖，必須先對(duì)它的上層結(jié)點(diǎn)加意向鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.1并發(fā)控制概述11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性11.3封鎖11.4兩段鎖協(xié)議11.5封鎖的粒度11.6活鎖和死鎖11.7SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.8小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem11.6活鎖和死鎖封鎖技術(shù)可以有效地解決并行操作的一致性問題，但也帶來一些新的問題死鎖活鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem一、活鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem什么是活鎖某個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài)，得不到執(zhí)行，稱為活鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem如何避免活鎖采用先來先服務(wù)的策略：當(dāng)多個(gè)事務(wù)請(qǐng)求封鎖同一數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)按請(qǐng)求封鎖的先后次序?qū)@些事務(wù)排隊(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象上的鎖一旦釋放，首先批準(zhǔn)申請(qǐng)隊(duì)列中第一個(gè)事務(wù)獲得鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem二、死鎖 T1T2

XlockR1...XlockR2等待等待等待...XlockR2..XlockR1等待等待.AnIntroductiontoDatabaseSystem死鎖（續(xù)）兩個(gè)事務(wù)都封鎖了一些數(shù)據(jù)對(duì)象，并相互等待對(duì)方釋放另一些數(shù)據(jù)對(duì)象以便對(duì)其封鎖，結(jié)果兩個(gè)事務(wù)都不能結(jié)束，則發(fā)生死鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem死鎖（續(xù)）死鎖發(fā)生的條件互斥條件：事務(wù)請(qǐng)求對(duì)事務(wù)請(qǐng)求對(duì)資源的獨(dú)占控制等待條件：事務(wù)已經(jīng)持有一定資源，又去申請(qǐng)并等待其它資源。非搶占條件：直到資源被持有它的事務(wù)釋放之前，不可能將該資源強(qiáng)制從持有它的事務(wù)奪去。循環(huán)等待條件：存在事務(wù)相互等待的等待圖。AnIntroductiontoDatabaseSystem死鎖（續(xù)）事務(wù)號(hào)占有資源號(hào)請(qǐng)求資源號(hào)T1R1R2T2R3R1，R3T3R2R3T1T2T3AnIntroductiontoDatabaseSystem

解決死鎖的方法

兩類方法1.死鎖的預(yù)防2.死鎖的診斷與解除AnIntroductiontoDatabaseSystem1.死鎖的預(yù)防產(chǎn)生死鎖的原因是兩個(gè)或多個(gè)事務(wù)都已封鎖了一些數(shù)據(jù)對(duì)象，然后又都請(qǐng)求對(duì)已為其他事務(wù)封鎖的數(shù)據(jù)對(duì)象加鎖，從而出現(xiàn)死等待。預(yù)防死鎖的發(fā)生就是要破壞產(chǎn)生死鎖的條件AnIntroductiontoDatabaseSystem死鎖的預(yù)防（續(xù)）預(yù)防死鎖的方法一次封鎖法順序封鎖法AnIntroductiontoDatabaseSystem（1）一次封鎖法要求每個(gè)事務(wù)必須一次將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則就不能繼續(xù)執(zhí)行一次封鎖法存在的問題擴(kuò)大封鎖范圍難于事先精確確定封鎖對(duì)象AnIntroductiontoDatabaseSystem（2）順序封鎖法順序封鎖法是預(yù)先對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象規(guī)定一個(gè)封鎖順序，所有事務(wù)都按這個(gè)順序?qū)嵭蟹怄i。順序封鎖法存在的問題維護(hù)成本高難于實(shí)現(xiàn)AnIntroductiontoDatabaseSystem順序封鎖法（續(xù)）例：規(guī)定數(shù)據(jù)對(duì)象的封鎖順序?yàn)锳，B，C，D，E。事務(wù)T3起初要求封鎖數(shù)據(jù)對(duì)象B，C，E，但當(dāng)它封鎖了B，C后，才發(fā)現(xiàn)還需要封鎖A，這樣就破壞了封鎖順序。AnIntroductiontoDatabaseSystem死鎖的預(yù)防（續(xù)）結(jié)論在操作系統(tǒng)中廣為采用的預(yù)防死鎖的策略并不很適合數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)DBMS在解決死鎖的問題上更普遍采用的是診斷并解除死鎖的方法AnIntroductiontoDatabaseSystem2.死鎖的診斷與解除允許死鎖發(fā)生解除死鎖由DBMS的并發(fā)控制子系統(tǒng)定期檢測(cè)系統(tǒng)中是否存在死鎖一旦檢測(cè)到死鎖，就要設(shè)法解除AnIntroductiontoDatabaseSystem超時(shí)法如果一個(gè)事務(wù)的等待時(shí)間超過了規(guī)定的時(shí)限，就認(rèn)為發(fā)生了死鎖優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單缺點(diǎn)有可能誤判死鎖時(shí)限若設(shè)置得太長，死鎖發(fā)生后不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)AnIntroductiontoDatabaseSystem等待圖法用事務(wù)等待圖動(dòng)態(tài)反映所有事務(wù)的等待情況事務(wù)等待圖是一個(gè)有向圖G=(T，U)T為結(jié)點(diǎn)的集合，每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示正運(yùn)行的事務(wù)U為邊的集合，每條邊表示事務(wù)等待的情況若T1等待T2，則T1，T2之間劃一條有向邊，從T1指向T2并發(fā)控制子系統(tǒng)周期性地（比如每隔1min）檢測(cè)事務(wù)等待圖，如果發(fā)現(xiàn)圖中存在回路，則表示系統(tǒng)中出現(xiàn)了死鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem死鎖的診斷與解除（續(xù)）解除死鎖選擇一個(gè)處理死鎖代價(jià)最小的事務(wù)，將其撤消，釋放此事務(wù)持有的所有的鎖，使其它事務(wù)能繼續(xù)運(yùn)行下去。AnIntroductiontoDatabaseSystem1.字典鎖ORACLEDBMS內(nèi)部用于對(duì)字典表的封鎖由DBMS在必要的時(shí)候自動(dòng)加鎖和釋放鎖，用戶無權(quán)控制字典鎖類型語法分析鎖DDL鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem2.數(shù)據(jù)鎖數(shù)據(jù)鎖類型共享鎖（S鎖）排它鎖（X鎖）行級(jí)共享鎖（RS鎖）行級(jí)排它鎖（RX鎖）共享行級(jí)排它鎖（SRX鎖）其中RS鎖、RX鎖、SRX鎖實(shí)際上就是IS鎖、IX鎖、SIX鎖。AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)鎖（續(xù)）封鎖粒度行級(jí)表級(jí)AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)鎖（續(xù)）數(shù)據(jù)鎖的相容矩陣

T1T2SXRSRXSRX-

SYNYNNYY=Yes，表示相容的請(qǐng)求XNNNNNYRSYNYYYYN=No，表示不相容的請(qǐng)求RXNNYYNYSRXNNYNNY-YYYYYYAnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)鎖（續(xù)）數(shù)據(jù)封鎖的兩種方式數(shù)據(jù)封鎖由系統(tǒng)控制，對(duì)用戶是透明的允許用戶用LOCKTABLE語句顯式對(duì)封鎖對(duì)象加鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)鎖（續(xù)）ORACLE數(shù)據(jù)鎖的特點(diǎn)缺省情況下，讀數(shù)據(jù)不加鎖ORACLE通過回滾段（RollbackSegment）來保證用戶不讀“臟”數(shù)據(jù)和可重復(fù)讀。優(yōu)點(diǎn)：提高數(shù)據(jù)的并發(fā)度AnIntroductiontoDatabaseSystem數(shù)據(jù)鎖（續(xù)）死鎖采用死鎖診斷與解除法周期性診斷系統(tǒng)中有無死鎖存在死鎖，則撤消執(zhí)行更新操作次數(shù)最少的事務(wù)AnIntroductiontoDatabaseSystem第十一章數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制及SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.1并發(fā)控制概述11.2并發(fā)調(diào)度的可串行性11.3封鎖11.4兩段鎖協(xié)議11.5封鎖的粒度11.6活鎖和死鎖11.7SQLServer的并發(fā)控制機(jī)制11.8小結(jié)AnIntroductiontoDatabaseSystem11.8小結(jié)數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)一致性是一對(duì)矛盾數(shù)據(jù)庫的價(jià)值在很大程度上取決于它所能提供的數(shù)據(jù)共享度。數(shù)據(jù)共享在很大程度上取決于系統(tǒng)允許對(duì)數(shù)據(jù)并發(fā)操作的程度。數(shù)據(jù)并發(fā)程度又取決于數(shù)據(jù)庫中的并發(fā)控制機(jī)制另一方面，數(shù)據(jù)的一致性也取決于并發(fā)控制的程度。施加的并發(fā)控制愈多，數(shù)據(jù)的一致性往往愈好。AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)（續(xù)）數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制以事務(wù)為單位數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制通常使用封鎖機(jī)制兩類最常用的封鎖AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)（續(xù)）并發(fā)控制機(jī)制調(diào)度并發(fā)事務(wù)操作是否正確的判別準(zhǔn)則是可串行性并發(fā)操作的正確性則通常由兩段鎖協(xié)議來保證。兩段鎖協(xié)議是可串行化調(diào)度的充分條件，但不是必要條件AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)（續(xù)）對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象施加封鎖，帶來問題活鎖：先來先服務(wù)死鎖：預(yù)防方法一次封鎖法順序封鎖法死鎖的診斷與解除超時(shí)法等待圖法AnIntroductiontoDatabaseSystem小結(jié)（續(xù)）不同的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的封鎖類型、封鎖協(xié)議、達(dá)到的系統(tǒng)一致性級(jí)別不盡相同。但是其依據(jù)的基本原理和技術(shù)是共同的。AnIntroductiontoDatabaseSystem安全閥基本知識(shí)如果壓力容器(設(shè)備/管線等)壓力超過設(shè)計(jì)壓力…1.盡可能避免超壓現(xiàn)象堵塞(BLOCKED)火災(zāi)(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發(fā)生?2.使用安全泄壓設(shè)施爆破片安全閥如何避免事故的發(fā)生?01安全閥的作用就是過壓保護(hù)!一切有過壓可能的設(shè)施都需要安全閥的保護(hù)!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設(shè)定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個(gè)壓力概念彈簧式先導(dǎo)式重力板式先導(dǎo)+重力板典型應(yīng)用電站鍋爐典型應(yīng)用長輸管線典型應(yīng)用罐區(qū)安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高適用范圍廣價(jià)格經(jīng)濟(jì)對(duì)介質(zhì)不過分挑剔彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)預(yù)漏--由于閥座密封力隨介質(zhì)壓力的升高而降低,所以會(huì)有預(yù)漏現(xiàn)象--在未達(dá)到安全閥設(shè)定點(diǎn)前,就有少量介質(zhì)泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點(diǎn)過大的入口壓力降會(huì)造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點(diǎn)彈簧式安全閥的缺點(diǎn)=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產(chǎn)品平衡背壓能力差.在普通產(chǎn)品基礎(chǔ)上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強(qiáng).能夠使閥芯內(nèi)件與高溫/腐蝕性介質(zhì)相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質(zhì)操作壓力的升高而升高,可使系統(tǒng)在較高運(yùn)行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)平衡背壓能力優(yōu)秀有突開型/調(diào)節(jié)型兩種動(dòng)作特性可遠(yuǎn)傳取壓先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)對(duì)介質(zhì)比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質(zhì),此類介質(zhì)會(huì)堵塞引壓管及導(dǎo)閥內(nèi)腔.成本較高.先導(dǎo)式安全閥的缺點(diǎn)重力板式產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)目前低壓儲(chǔ)罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產(chǎn)品.結(jié)構(gòu)簡單.價(jià)格經(jīng)濟(jì).重力板式產(chǎn)品的缺點(diǎn)不可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)設(shè)定值.閥座密封性差,并有較嚴(yán)重的預(yù)漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達(dá)到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個(gè)常用規(guī)范ASMEsectionI-動(dòng)力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設(shè)計(jì)(LowpressurePRV)API520-火災(zāi)工況計(jì)算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質(zhì)狀態(tài)(氣/液/氣液雙相).氣態(tài)介質(zhì)的分子量&Cp/Cv值.液態(tài)介質(zhì)的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設(shè)定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報(bào)價(jià)依據(jù)!如何提供高質(zhì)量的詢價(jià)?彈簧安全閥的結(jié)構(gòu)彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結(jié)構(gòu)彈簧安全閥結(jié)構(gòu)導(dǎo)壓管活塞密封活塞導(dǎo)向不平衡移動(dòng)副(活塞)導(dǎo)管導(dǎo)閥彈性閥座P1P1P2先導(dǎo)式安全閥結(jié)構(gòu)先導(dǎo)式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復(fù)開啟關(guān)閉的現(xiàn)象。安全閥頻跳時(shí)，一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一，然后迅速回座并再次起跳。頻跳時(shí)，閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會(huì)造成密封面的嚴(yán)重?fù)p傷。如果頻跳現(xiàn)象進(jìn)一步加劇還有可能造成閥體內(nèi)部其他部分甚至系統(tǒng)的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導(dǎo)向平面由于反復(fù)高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實(shí)效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實(shí)效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會(huì)破壞焊接材料和系統(tǒng)上其他設(shè)備。5、由于安全閥在頻跳時(shí)無法達(dá)到需要的排放量，系統(tǒng)壓力有可能繼續(xù)升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統(tǒng)壓力在通過閥門與系統(tǒng)之間的連接管時(shí)壓力下降超過3%。當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，閥門入口處的壓力是相對(duì)穩(wěn)定的。閥門入口壓力與系統(tǒng)壓力相同。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí)，閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統(tǒng)之間的連接管設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成連接管內(nèi)局部壓力下降過快超過3%，是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導(dǎo)致閥門關(guān)閉。因此安全閥開啟后沒有達(dá)到完全排放，系統(tǒng)壓力仍然很高，所以閥門會(huì)再次起跳并重復(fù)上述過程，既發(fā)生頻跳。導(dǎo)致頻跳的原因?qū)е陆庸軌航蹈哂?%的原因1、閥門與系統(tǒng)間的連接管內(nèi)徑小于閥門入口管內(nèi)徑。2、存在嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象。3、連接管過長而且沒有作相應(yīng)的補(bǔ)償（使用內(nèi)徑較大的管道）。4、連接管過于復(fù)雜（拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。）導(dǎo)致頻跳的原因B、閥門的調(diào)節(jié)環(huán)位置設(shè)置不當(dāng)。安全閥擁有噴嘴環(huán)和導(dǎo)向環(huán)。這兩個(gè)環(huán)的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環(huán)的位置過低或?qū)颦h(huán)的位置過高，則閥門起跳后介質(zhì)的作用力無法在閥瓣座和調(diào)節(jié)環(huán)所構(gòu)成的空間內(nèi)產(chǎn)生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態(tài)，從而導(dǎo)致閥門迅速回座。但是系統(tǒng)壓力仍然保持較高水平，因此回座后閥門會(huì)很快再次起跳。導(dǎo)致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需，安全閥排放時(shí)過大的排量導(dǎo)致壓力容器內(nèi)局部壓力下降過快，而系統(tǒng)本身的超壓狀態(tài)沒有得到緩解，使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳：當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí)，閥門不起跳的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥辦座和導(dǎo)套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當(dāng)，使閥門垂直度超過極限范圍（正負(fù)兩度）從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對(duì)閥體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，導(dǎo)致閥體內(nèi)機(jī)構(gòu)發(fā)生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大：安全閥正常起跳后長時(shí)間無法回座，閥門保持排放狀態(tài)的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調(diào)整環(huán)的位置設(shè)置不當(dāng)。2、排氣管道設(shè)計(jì)不當(dāng)造成排氣不暢，由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞，使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內(nèi)積累，這時(shí)背壓會(huì)作用在閥門內(nèi)部機(jī)構(gòu)上并產(chǎn)生抑制閥門關(guān)閉的趨勢(shì)。3、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥瓣座和導(dǎo)套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素：4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復(fù)。5、由于對(duì)閥門排放時(shí)的排放反力計(jì)算不足，從而在排放時(shí)閥體受力扭曲損壞內(nèi)部零件導(dǎo)致卡死。6、閥桿螺母（位于閥桿頂端）的定位銷脫落。在閥門排放時(shí)由于振動(dòng)使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素：7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫，在閥門排放時(shí)由于振動(dòng)時(shí)彈簧壓緊螺栓松動(dòng)上滑導(dǎo)致閥門的設(shè)定起跳值不斷減小。

8、閥門安裝不當(dāng)，使閥門垂直度超過極限范圍（正負(fù)兩度）從而使閥桿組件在回落過程中受阻。

9、閥門的密封面中有雜質(zhì)，造成閥門無法正常關(guān)閉。

10、鎖緊螺母沒有鎖緊，由于管道震動(dòng)下環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，上平面高于密封面，閥門回座時(shí)無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素：謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產(chǎn)物的作用.癌基因激活的機(jī)理主要內(nèi)容疾?。?/p>

——是人體某一層面或各層面形態(tài)和功能（包括其物質(zhì)基礎(chǔ)——代謝）的異常，歸根結(jié)底是某些特定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的變異，而這些蛋白質(zhì)又是細(xì)胞核中相應(yīng)基因借助細(xì)胞受體和細(xì)胞中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子接收信號(hào)后作出應(yīng)答（表達(dá)）的產(chǎn)物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規(guī)Whatisgene?基因：

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是編碼RNA或蛋白質(zhì)的一段DNA片段

—是由編碼序列和調(diào)控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運(yùn)：微效基因的變異——生物體對(duì)生存環(huán)境的敏感度變化關(guān)鍵關(guān)鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有：“人類所有疾病均可視為基因病”之說注：如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話，外傷應(yīng)該無法歸入基因病的行列。Genopathy問：兩個(gè)不相干的人，如果他們患得同一疾病，致病基因是否相同？再問：同卵雙生的孿生兄弟，他們患病的機(jī)會(huì)是否一樣，命運(yùn)是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復(fù)制)中發(fā)生堿基對(duì)的______、______

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)基因變異的概念：英語句子中的一個(gè)字母的改變，可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化？可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替換、增添、缺失堿基對(duì)，可能會(huì)使性狀不變、變化不大或完全改變。基因的結(jié)構(gòu)改變,一定會(huì)引起性狀的改變??原句：1.基因多態(tài)性與致病突變基因變異與疾病的關(guān)系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態(tài)性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性（差異性）在人群中的發(fā)生概率>1%（SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態(tài)性特定的基因多態(tài)性與疾病相關(guān)時(shí)，可用致病突變加以描述SNP:散在單個(gè)堿基的不同，單個(gè)堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數(shù)變異，包括缺失、插入和重復(fù)等。同義突變、錯(cuò)義突變、無義突變、移碼突變

致病突變生殖細(xì)胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細(xì)胞基因突變局部形成突變細(xì)胞群（腫瘤）。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素基因突變的原因（誘發(fā)因素）紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細(xì)菌等自發(fā)突變DNA復(fù)制過程中堿基配對(duì)出現(xiàn)誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,DNA復(fù)制時(shí)二聚體對(duì)應(yīng)鏈空缺，堿基隨機(jī)添補(bǔ)發(fā)生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似，多為酮式構(gòu)型。間期細(xì)胞用酮式5BU處理，5BU能插入DNA取代T與A配對(duì)；插入DNA后異構(gòu)成烯醇式5BU與G配對(duì)。兩次DNA復(fù)制后,使A/T轉(zhuǎn)換成G/C，發(fā)生堿基轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生基因突變?；瘜W(xué)誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同的外界環(huán)境，是生物進(jìn)化的重要因素之一。2.致病突變是導(dǎo)致人類遺傳病的病變基礎(chǔ)?；蛲蛔兊囊饬x概述：腫瘤細(xì)胞惡性增殖特性（一）腫瘤細(xì)胞失去了生長調(diào)節(jié)的反饋抑制正常細(xì)胞受損,一旦恢復(fù)原狀，細(xì)胞就會(huì)停止增殖，但是腫瘤細(xì)胞不受這一反饋機(jī)制抑制。（二）腫瘤細(xì)胞失去了細(xì)胞分裂的接觸抑制。正常細(xì)胞體外培養(yǎng)，相鄰細(xì)胞相接觸，長在一起，細(xì)胞就會(huì)停止增殖，而腫瘤細(xì)胞生長滿培養(yǎng)皿后，細(xì)胞可以重疊起生長。（三）腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出比正常細(xì)胞更低的營養(yǎng)要求。（四）腫瘤細(xì)胞生長有一種自分泌作用，自己分泌生長需要的生長因子和調(diào)控信號(hào),促進(jìn)自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內(nèi)正常存在的基因，其編碼產(chǎn)物通常作為正調(diào)控信號(hào)，促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達(dá)異常是細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化（癌變）的重要原因?！彩悄芫幋a生長因子、生長因子受體、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子以及與生長有關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等的基因。如何發(fā)現(xiàn)癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一個(gè)年輕的研究員Rous發(fā)現(xiàn)，雞肉瘤細(xì)胞裂解物在通過除菌濾器以后，注射到正常雞體內(nèi)，可以引起肉瘤，首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細(xì)菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細(xì)胞原癌基因的研究歷程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分離出一種病毒，注射到小鼠體內(nèi)可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤，因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一個(gè)極具想像力的研究領(lǐng)域，主流科學(xué)家開始進(jìn)入癌病毒研究領(lǐng)域polyomavirus這期間，Temin發(fā)現(xiàn)RSV有不同亞型，且引起細(xì)胞惡變程度不同，推測(cè)RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細(xì)胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實(shí)屈從于理論還是堅(jiān)持基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果？VSTemin發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，1975年獲諾貝爾獎(jiǎng)TeminCrickTemin的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單而巧妙：將合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四種脫氧核苷酸，與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時(shí)間結(jié)果在試管里獲得了一種新合成的大分子，它不能被RNA酶破壞，但卻可以被DNA酶所分解，證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預(yù)先破壞RSV的RNA，再重復(fù)上述的試驗(yàn)，則不能獲得這種大分子，說明這個(gè)DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年，一個(gè)日本學(xué)者里子水谷來到Temin的實(shí)驗(yàn)室，這是一個(gè)非常擅長實(shí)驗(yàn)的年輕科學(xué)家。按Temin的設(shè)想，他們開始尋找RSV中存在“逆轉(zhuǎn)錄酶”的證據(jù)DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規(guī)據(jù)說，1975年Temin因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶而獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)，Bishop懊惱不已，因?yàn)樵缭?969年他就認(rèn)為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的，并且也進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，但不久由于資深同事的規(guī)勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識(shí)到：逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個(gè)RSV，三個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)?。。?989年，UCSF的Bishop和Varmus根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制機(jī)制發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞癌基因，并獲諾貝爾獎(jiǎng)。Cellularoncogene啟示：Perutz說:“科學(xué)創(chuàng)造如同藝術(shù)創(chuàng)造一樣，都不可能通過精心組織而產(chǎn)生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時(shí)，工作安排要以分秒計(jì)……可是工作狂是思考的大敵，而思考則是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學(xué)的本質(zhì)和藝術(shù)一樣，都需要直覺和想像力請(qǐng)給自己一些思考的時(shí)間吧！癌基因的分類目前對(duì)癌基因尚無統(tǒng)一分類的方法，一般有下面3種分類方法：一、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分（6）類（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按細(xì)胞增殖調(diào)控蛋白特性分成（4）類（一）生長因子（二）受體類（三）細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換器（四）細(xì)胞核因子二、按產(chǎn)物功能分（8）類（一）生長因子類（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相關(guān)G蛋白（四）受體，無蛋白激酶活性（五）胞質(zhì)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（六）胞質(zhì)調(diào)控因子（七）核反式調(diào)控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因產(chǎn)物參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

胞外信號(hào)作用于膜表面受體→胞內(nèi)信使物質(zhì)的生成便意味著胞外信號(hào)跨膜傳遞的完成。胞內(nèi)信使至少有：cAMP（環(huán)磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（環(huán)磷酸鳥苷）DG（二酰基甘油）Ca2＋（鈣離子）CAM（鈣調(diào)素）主要機(jī)制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號(hào)反應(yīng)過程,跨膜機(jī)制涉及到：（一）質(zhì)膜上cAMP信使系統(tǒng)（二）質(zhì)膜上肌醇脂質(zhì)系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)都是由受體鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效應(yīng)酶（腺苷酸環(huán)化酶磷脂酶等）組成，有相似的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程：即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結(jié)合活化和抑制效應(yīng)酶從而影響胞內(nèi)信使產(chǎn)生而發(fā)生不同的調(diào)控效應(yīng)。（三）受體操縱的離子通道系統(tǒng)（四）受體酪氨酸蛋白激酶的轉(zhuǎn)導(dǎo)

（一）獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機(jī)制

（二）染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強(qiáng)啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化。與基因脆性位點(diǎn)相關(guān)。（三）基因擴(kuò)增（四）點(diǎn)突變?nèi)┗虻漠a(chǎn)物與功能（一）癌基因產(chǎn)物作用的一般特點(diǎn)1.目前發(fā)現(xiàn)c-onc均為結(jié)構(gòu)基因.2.癌基因產(chǎn)物可分布在膜質(zhì)核也可分泌至胞外.（二）癌基因產(chǎn)物分類1.細(xì)胞外生長因子：TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子:Gprotein/Ras4.核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子

（三）癌基因產(chǎn)物的協(xié)同作用實(shí)驗(yàn)證明，用ras或myc分別轉(zhuǎn)染細(xì)胞，可使細(xì)胞長期增殖，但不能轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞，在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞，則使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。說明：致癌至少需要2種或以上的onc協(xié)同作用，2種onc在2條通路上發(fā)揮作用，由于細(xì)胞增殖調(diào)控是多因子，多階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的onc達(dá)幾十種之多，所以大多數(shù)人認(rèn)為：癌發(fā)生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因（抗癌基因、抑癌基因）——是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長和增殖的基因。當(dāng)這些基因不能表達(dá)，或其產(chǎn)物失去活性時(shí)，細(xì)胞就會(huì)異常生長和增殖，最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。反之，若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型。——癌基因與抑癌基因相互制約，維持細(xì)胞增殖正負(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)的相對(duì)穩(wěn)定。影響1歲的兒童“二次打擊”學(xué)說兩個(gè)等位基因同時(shí)突變視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（Retinoblastoma）RB基因變異(13號(hào)染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白（活性）與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合，抑制基因的轉(zhuǎn)錄活性(2)磷酸化Rb蛋白（失活）與E2F解離，釋放E2F(3)E2F啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄(4)細(xì)胞進(jìn)入增生階段(G1S)因此，Rb蛋白在控制細(xì)胞生長方面發(fā)揮重要作用一旦Rb基因突變可使細(xì)胞進(jìn)入過度增生狀態(tài)RB基因的功能等位基因(allele)例如：花顏色基因位于一對(duì)同源染色體的同一位置上、控制相對(duì)性狀的兩個(gè)的基因叫等位基因(allele)一對(duì)相同的等位基因稱純合等位基因

一對(duì)不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問：女性的兩條X染色體基因應(yīng)如何表達(dá)？拓展知識(shí)：X染色體基因中，有65%完全處于“休眠”狀態(tài)，20%僅在部分女性身上“休眠”，15%則完全逃離“休眠”狀態(tài)一旦其中一條X染色體被損壞，還可以由另一條X染色體來糾正男性卻只有一條X染色體，一旦它遭到破壞，男性就會(huì)患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認(rèn)為，在女性的兩條X染色體中，有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態(tài)的在Y染色體中，目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個(gè)X染色體中“工作”的基因>1000個(gè)有一個(gè)這樣的故事：20年前一次意外事故，三個(gè)工人遭受鈷60（Co60)放射性核素的照射結(jié)果：一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫(yī)生在為病人檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了什么嗎？鎖骨骨折肋骨串珠樣X光片發(fā)現(xiàn)廣泛性骨質(zhì)缺損骨髓檢查——漿細(xì)胞比例為30%左右（正常為0.6-1.3%）(多發(fā)性骨髓瘤）因此，多基因病涉及遺傳因素和環(huán)境因素物理因素化學(xué)因素生物因素自發(fā)因素2.多基因病(polygenicdisease)：性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個(gè)以上微效基因的累加作用，同時(shí)還受環(huán)境因素的影響，因此這類性狀也稱為復(fù)雜性狀或復(fù)雜疾?。╟omplexdisease）也叫：“復(fù)雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遺傳要點(diǎn)數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是兩對(duì)以上基因。這些基因之間沒有顯,隱性的區(qū)別,而是共顯性。每個(gè)基因?qū)Ρ硇偷挠绊懞苄?稱為微效基因。微效基因具有累加效應(yīng),即一個(gè)基因?qū)Ρ硇妥饔煤苄?但若干個(gè)基因共同作用,可對(duì)表型產(chǎn)生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環(huán)境因素具有明顯作用。例如：結(jié)腸癌（Coloncancer)相關(guān)基因：NGX6，SOX7，ITGB1，HSPA9B，MAPK8，PAG，

RANGAP1，SRC和CDC2等。相關(guān)信號(hào)通路：ras/MEK/ERK，JNK，Rb/E2F，PI3K/AKT及受體相互作用相關(guān)通路，免疫反應(yīng)相關(guān)通路以及細(xì)胞黏附相關(guān)通路等。①早期原發(fā)癌生長②腫瘤血管形成③腫瘤細(xì)胞脫落并侵入基質(zhì)④進(jìn)入脈管系統(tǒng)⑤癌栓形成⑥繼發(fā)組織器官定位生長⑦轉(zhuǎn)移癌繼續(xù)擴(kuò)散例如：糖尿病(diabetes)依賴胰島素型糖尿病在位于第6號(hào)染色體上可能包含至少一個(gè)對(duì)I型糖尿病敏感的基因在人類基因組中，大約10個(gè)位點(diǎn)現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)似乎對(duì)I型糖尿病敏感其中：1)11號(hào)染色體位點(diǎn)IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血壓(hypertension)目前最受關(guān)注的是ATP2B1基因編碼一種膜蛋白，具有鈣泵特性能將高濃度細(xì)胞內(nèi)鈣泵出細(xì)胞外。精神神經(jīng)性疾病精神分裂癥基因表達(dá)改變/誘導(dǎo)增強(qiáng)家族史家暴基因本質(zhì)：基因組變異驚嚇—？—基因突變——精神病多基因病的遺傳：易患性(liability)易感性(susceptibility)發(fā)病閾值(threshold)易患性(liability)——在多基因病發(fā)生中，遺傳因素和環(huán)境因素共同作用決定一個(gè)個(gè)體患某種遺傳病的可能性。possibility遺傳因素(hereditaryfactors)環(huán)境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遺傳因素決定的患病風(fēng)險(xiǎn)，僅代表個(gè)體所含有的遺傳因素，易感性完全由基因決定。——在一定的環(huán)境條件下，易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease發(fā)病閾值(threshold)——當(dāng)一個(gè)個(gè)體易患性高到一定限度就可能發(fā)病——這種由易患性所導(dǎo)致的多基因病發(fā)病最低限度稱為發(fā)病閾值minimum例如：三核苷酸拷貝數(shù)變異CGG(精氨酸)重復(fù)：——重復(fù)5-54次，正?！貜?fù)6-230次，攜帶者（敏感體質(zhì)）——重復(fù)230-4000次，發(fā)病

如：脆性X染色體綜合征智力低下患者細(xì)胞在缺乏胸腺嘧啶或葉酸的環(huán)境中培養(yǎng)時(shí)往往出現(xiàn)X-染色體發(fā)生斷裂男性發(fā)病1/1200-2500，女性發(fā)病1/1650-5000FragileXsyndrome閾值效應(yīng)舉例：長臉，耳外凸智力低下語言障礙對(duì)外界反應(yīng)遲鈍Copynumberva