（一）事务与并发控制

事务

事务是数据库执行的基本单元，在执行事务的过程中允许数据出现短暂的不一致，但是执行结束后必需保证数据的一致性。
允许多个事务之间并发执行
->带来的问题
- 在出现软硬件错误时，如何保证数据库的一致性
- 当多个事务并发执行时，要如何保证多个事务之间不会互相影响

事务的ACID特性

为了解决上述问题，要求数据库中的事务必需具有ACID四个特性
Atomicity原子性
- 指的事务所对应的一系列程序指令要么全部执行完，要么一条都没有执行。
- 如果在转账业务的执行过程中系统错误，不能使部分执行的结果影响原来的数据库
- 通常在磁盘上保存多个备份，在出现故障时使用旧值使事务恢复到执行前
Consistentency一致性
- 保证事务在串行执行时，每一个事务的执行结果都是正确的
- 如转账业务中，转账前后总额不变
- 通常是事务管理器实现该特性
Isolation隔离性
- 当多个事务并发执行时，要保证多个事务之间是互不影响的
- 如在转账业务执行的过程中，另一个操作读取了接收方的金额，为了保证该操作读取到正确的数据
- 由并发控制器实现，使多个任务的并发执行能够呈现串行执行的结果
Durability持久性
- 事务完成后，对系统的影响是持久的
- 由恢复管理器实现

事务的状态

Active活动状态，事务刚开始执行后的状态
Partially committed部分提交状态，事务最后一条指令执行完后的状态
Fialed失败状态，事务不能正常执行时的状态
Aborted终止状态，事务处于失败状态且已经回滚恢复到事务的初始状态
Committed提交状态，事务全部执行完会将执行结果提交给数据库，结果提交完的状态
Terminated终结状态，终止状态和提交状态都是终结状态

并发控制

并发控制分四个部分：并发控制控制什么东西、并发冲突、基于锁机制解决并发冲突、两阶段锁协议
- 并发控制是一系列机制，可以控制并发事务执行的执行顺序以及他们之间的互操作。
- 用来防止并发冲突的产生，给数据库造成不一致，根本目标是解决并发冲突，用并发实现串行化
并发冲突
- 写写冲突，AB同时对数据做修改操作，数据最终的结果由谁先后执行决定，不符合实际的企业应用
- 读写冲突，A读数据，B修改该数据，A又读数据，在A的连续两次读数据的过程中，读到了不同的数据
- 写读冲突，A写了数据，B读了A的数据做了修改又写了数据，A发生问题后回滚，导致B写了错误的数据

锁机制

锁分为两种
- excluse排他锁，读写均可
- shared共享锁，只读不写
锁由并发管理器控制，每一个事务在执行前要向并发管理器申请相应的锁，只有得到锁之后才能进行相应的操作
为了避免死锁与饿死现象的出现，提出了锁协议，锁协议会限制并发事务可能出现的并发执行的调度序列
两阶段锁协议
- 将事务分为两阶段，阶段一是增长阶段，阶段二是消减阶段。在对任何数据进行读、写操作之前，首先要申请并获得对该数据的封锁，且在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得任何其它封锁
- 增长阶段允许事务申请锁，不允许事务释放锁
- 消减阶段允许事务释放锁但是不允许事务申请锁
- 可以证明，若并发执行的事务均遵守两段锁协议，则对事务的任何并发调度都是可串行化的
- 但是它不能保证不发生死锁

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