数据库--事务管理笔记

什么是事务

事务是构成一个完成的逻辑单元的数据库操作的集合。

事务具备以下几个性质：

1、原子性（A）。一个事务中的所有操作都是一个完整的工作单元，这些操作要么都发生，要不都不发生。

2、一致性（C）。一个事务单独执行时的结果，应该保持数据库的正确和完整，即数据不会因为事务的执行而被破坏。

3、隔离性（I）。在多个事务并发执行时，系统应保证执行结果与这些事务按先后次序串行执行的结果一样。

4、持久性（D）。一个事务一旦完成后，它对数据库的改变就是永久的，即使发生故障也一样。

事务执行的状态

活跃状态。初始状态，事务在正常执行后都处于这个状态。

部分提交状态。在事务最后一条语句被执行之后进入这个状态。

提交状态。事务成功完成了，所做的更新是持久的。

失败状态。当出现故障无法正常执行的状态。

中止状态。当失败的事务执行回滚以保证原子性，数据的内容已经恢复到开始执行前状态的时候。

事务的并发执行

事务并发执行的好处：第一提高吞吐量，第二减少平均响应时间。

并发执行潜在的问题：更新丢失问题，读脏数据，非一致读和不可重复读。

什么是事务的调度。

是对事务的操作指令在数据库系统中执行时间顺序的一个安排，要满足两个条件：

一组事务的一个调度必须要包含这一组事务所有的操作。

调度必须要保持操作在各个事务中出现的次序。

可串行化调度

并发调度的可串行化。并发是为了提高吞吐量，提高平均响应时间，串行化是为了保持数据的一致。

冲突的定义

分别属于不同事务的两个操作Oi 和Oj，如果他们访问相同的数据项而且其中至少有一个是write操作，责成Oi和Oj是冲突的，否则是不冲突的，不冲突的情况只有两个都是读操作。

冲突等价

如果调度S可以通过一系列不冲突操作的交互而转换为调度S‘，则称S和S'是冲突等价的。

如果一个调度S与一个串行调度是冲突等价的，则成S是冲突可串行化的。

基本锁类型

共享锁，也称S锁，如果事务T获得了一个数据项的共享锁，则T可是读但不能写该数据项。

排他锁，也称X锁，如果事务T获得了一个数据项的排他锁，则T即可读也可以写该数据项。

共享锁与共享锁是相容的。

两段锁协议

增长阶段即事务开始执行处于增长阶段，可以对数据项提出加锁申请，但不能解锁。

缩减阶段，一旦事务释放了锁，就进入缩减阶段，该阶段事务可以解锁，但是不能在加锁。

事务的隔离级别

为提交读，已提交读，可重复读，可串行化。

死锁

死锁预防的方法：一次性封锁法，顺序封锁法，基于时间戳的单向等待法，超时方法。

死锁恢复工作的三个方面

选择牺牲者，选择牺牲者应该是回滚代价最小的一个。

回滚，最简单的办法就是对牺牲者采取全部回滚然后重启。

避免饿死，要防止一个事务总被选为牺牲者，可以通过在选择牺牲者的条件上加个已经回滚的次数。

介质的分类

挥发性介质：比如cache，比如内存。

持久性介质：比如磁盘，光盘，磁带等。

故障的分类

事务故障，逻辑错误，系统错误。

系统故障，掉电，硬件故障，软件错误等造成的在挥发性介质存储的数据都没有了。

介质故障，由于磁头损坏，病毒破坏等原因造成的物理数据丢失。

基于日志的恢复

每条记录产生后立即写入稳定存储服务器的日志的尾部，这样日志就包含了所有数据库活动的完整信息，可以利用日志进行数据的恢复。

重做事务集

是在日志中既有<T, start>又有<T,commit>的记录的所有事务T，叫做重做事务集。

撤销事务集

是在日志中有<T, start> 没有<T,commit>的记录的所有事务T，叫做撤销事务集。

undo(T) 和redo(T)

对撤销的事务做undo(T），对重做事务集做redo(T)，操作redo和undo必须是等幂的，即无论操作多少次redo和undo与执行一次的效果是一样的。

数据库备份

备份的过程：

1、将所有当前的位于内存的日志记录输出到稳定存储器当中。

2、将所有区块输出到磁盘上。

3、将数据库的内容复制到稳定存储器中。

4、将备份日志记录输入到稳定存储器的日志文件中。