第15章 事务1

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1、事务陆海宁事务事务概念事务状态并发执行可串行化可恢复性隔离性的实现SQL中的事务定义可串行化判定S.J.T.U.事务概念事务(transaction)：访问并可能更新各种数据项的一个程序执行单元在事务执行期间，数据库可能暂时不一致事务执行完成后，数据库必须是一致的多个事务可以并行执行S.J.T.U.ACID特性为保持数据完整性，事务应具有以下特性：原子性(atomicity)：事务的所有操作要么全部执行，要么都不执行一致性(consistency)：隔离执行事务时保持数据库的一致性隔离性(isolation)：尽

2、管多个事务可以并发执行，每个事务并不知晓其他事务的存在。对于一对事务Ti和Tj，在Ti看来，Tj或者在Ti开始之前就已经完成执行，或者在Ti完成之后才开始执行持久性(durability)：一个事务成功完成后，对数据库的改变是永久的，即使系统出现故障S.J.T.U.资金转账范例从账户A转账$50到账户B1.read(A)2.A:=A-503.write(A)4.read(B)5.B:=B+506.write(B)原子性要求：如果事务在第3步到第6步出现错误，系统应保证更新不反映到数据库中一致性要求：A和B的和在事

3、务前后应保持不变S.J.T.U.资金转账范例(续…)隔离性要求：如果在第3步到第6步之间，另一个事务允许访问部分更新的数据，它将会看到一个不一致的数据库(A+B的和少了)隔离可通过简单的事务串行化执行实现但是，同时执行多个事务能显著改善性能持久性要求：如果用户收到事务完成的提示(即$50的转账已经完成)，那么数据库的更新必须持久，即使系统出现的故障。S.J.T.U.事务状态成功完成的事务称为已提交事务(committed)不能顺利完成的事务称为中止事务(aborted)此时应撤销造成的变更，称事务回滚(rollb

4、ack)已提交的事务要撤销的话，可执行一个补偿事务(compensatingtransaction)S.J.T.U.事务状态活动状态(active)：初始状态部分提交状态(partiallycommitted)：最后一条语句执行后失败状态(failed)：发现正常的执行不能继续之后中止状态(aborted)：事务回滚并且数据库已恢复到事务开始执行前的状态，后续两种选择重启事务(restart)杀死事务(kill)提交状态(committed)：成功完成后S.J.T.U.事务状态(续…)S.J.T.U.原子性和持久

5、性的实现数据库系统的恢复管理部件实现对原子性和持久性的支持影子数据库(shadow)机制假定某一时刻只有一个活动事务使用一个称为db_pointer的指针，指向当前的一致数据库副本所有的更新都在新创建的数据库影子拷贝(shadowcopy)上进行，当事务进行到部分提交，且所有的更新页都写回磁盘时，db_pointer指向该更新的影子拷贝如果事务失败，删除影子拷贝，保持db_pointer不变即可S.J.T.U.原子性和持久性的实现(续…)S.J.T.U.并发执行多个事务可以在系统中并发执行，其优势在于：提高处理器

6、和磁盘利用率较少等待时间并发控制机制：实现隔离的机制，控制并发事务之间的交互，以保证不破坏数据库的一致性S.J.T.U.调度调度：指令在系统中执行的时间顺序，一组事务的一个调度应包含这组事务的所有指令，并保持指令在各个事务中的顺序一个成功执行的事务应以一条提交指令作为结束一个执行失败的事务应以一条中止指令作为结束S.J.T.U.调度1事务T1从A转账$50到B，事务T2从A转账10%的资金到B一个串行调度T1然后T2如下：S.J.T.U.调度2串行调度T2然后T1如下S.J.T.U.调度3等价于调度1的并行调度S

7、.J.T.U.调度4一个没有保持一致性的并发调度S.J.T.U.可串行化基本假设：每个事务自身能保持数据库一致性那么，一组事务串行执行能保持数据库一致性一个调度是可串行化的：如果它能等价于一个串行调度。冲突可串行化视图可串行化我们忽略除read和write以外的其他指令。S.J.T.U.冲突可串行化指令Ii和Ij分别属于事务Ti和Tj，其冲突(conflict)是指：存在某个项Q，Ii和Ij均对其进行访问，且其中一个访问为写操作。li=read(Q),lj=read(Q)：不冲突li=read(Q),lj=wri

8、te(Q)：冲突li=write(Q),lj=read(Q)：冲突li=write(Q),lj=write(Q)：冲突直觉上，Ii和Ij的冲突将强制两者的执行时间顺序S.J.T.U.冲突可串行化如果调度S可以经过一系列非冲突指令交换转换成S’，则称S与S’是冲突等价的如果调度S与一个串行调度冲突等价，则称调度S是冲突可串行化的S.J.T.U.冲突可串行化(续…)调度3可以