软考中级——数据库系统工程师

第十一章—事务管理

自己关于备考软考中级（数据库系统工程师）的一些知识点的补充
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1 事务的基本概念

1.1事务定义语句

• BEGIN TRANSACTION:事务开始
• END TRANSACTION:事务结束
• COMMIT：事务提交。事务成功地结束，它将通知事务管理器该事务的所有更新操作，现在可以被提交或永久地保留。
• ROLLBACK：事务回滚。事务非成功地结束，它将通知事务管理器出故障了，数据库可能处于不一致状态，该事务的所有更新操作必须回滚或撤消。

1.2 事务的特性（ACID）

• 原子性（Atomicity）：不可分割性，事务的所有操作要么都做，要么都不做。
• 一致性（Consistency）：事务运行的结果保持数据的一致性，数据的平衡。一致性可以由DBMS的完整性约束机制来自动完成，复杂的事务则由应用程序来完成。
• 隔离性（Isolation）：多个事务的执行操作互不干扰，相互隔离。
• 持久性（Durability）：一个事务一旦提交，它对事务的改变必须是永久的。

2 数据库的并发控制

2.1事务调度

• 串行调度：多个事务串行执行，一个事务所有操作都执行完成在执行另一个事务，N个事务有N！种正确的串行调度。
• 并发调度：利用分时的方法同时处理多个事务，调度方案远大于N！个。并发调度的结果与某个串行调度的结果相同，则此并发调度是正确的。
• 可恢复调度：当事务Tj要读事务Ti写的数据时，事务Ti必须要先于事务Tj提交。

2.2并发操作带来的问题

不一致性有三类：丢失修改、不可重复读、读脏数据。

• 丢失修改：缺少了另一个事务对结果的修改。
• 不可重复读：同一事务内对同一组数据的相同运算结果不同。
• 读脏数据：事务T1对C做修改，事务T2读取C，随后事务T1回滚，事务T2读取的C无效，所读为丢掉的的垃圾值
  

2.3两段锁协议

1.封锁协议：一级封锁协议、二级封锁协议、三级封锁协议。

• 一级封锁协议：事务T对A修改前对其加X锁，直至事务结束才释放。解决了丢失修改的问题。
• 二级封锁协议：在一级封锁协议上，在事务T读取A前必须对其加上S锁，读完即可释放S锁。解决了读脏数据的问题。
• 三级封锁协议：在一级封锁协议上，在事务T读取前必须对其加S锁，直至事务及诶苏才释放S锁。解决了不可重复读的问题。

2.两端锁协议：任何数据进行读写之前必须对该数据加锁；在释放一个封锁之后，事务不再申请和获得任何其他封锁。两段的含义是指事务分为两个阶段，第一阶段是获得封锁（称为扩展阶段），第二阶段是释放封锁（称为收缩阶段）。

2.4活锁与死锁

• 活锁：事务T1封锁了数据R，事务T2等待，T1释放锁，系统先批准了事务T3，T3释放了，系统批准了事务T4。T2永远等待，解决方法，先到先服务。
• 死锁：两个以上的事务分别请求封锁对方已经封锁的数据，互相等待。解决办法，选择一个处理死锁代价最小的事务，将其撤消，释放此事务持有的所有的锁，使其他事务得以继续允许下去。

死锁的预防：一次封锁法或顺序封锁法
死锁的诊断：超时法或事务等待图法

3 数据库的故障与恢复

3.1故障种类（四类）

• 1.事务故障：由于程序执行错误而引起。逻辑错误，非法输入、找不到数据、溢出、超出资源限制等原因引起的事务执行失败；系统错误，系统进入一种不良状态（如死锁），导致事务无法继续执行。事务故障意味着没有达到预期的终点（COMMIT或者ROLLBACK），数据库处于不正确状态。恢复操作为事务撤消（UNDO）
• 2.系统故障：、硬件故障（CPU故障）、软件（DBMS、OS或应用程序）漏洞的影响下，影响了正在运行的所有事务，但不破坏数据库。恢复操作为对撤消队列中的各个事务进行撤消处理（UNDO），对重做队列中的各个事务进行重做处理（REDO）。
• 3.介质故障：数据库的存储介质发生故障，如磁盘损坏、瞬间强磁场干扰。恢复操作为重装数据库，然后重做已完成的事务。
• 4.计算机病毒：一种人为的故障或破坏，是一些恶作剧者研制的一种计算机程序。

3.2恢复的实现技术

恢复的基本原理：冗余
建立冗余数据的的技术：数据转储和登记日志文件

• 数据转储：数据库恢复中采用的基本技术。两种状态：动态转储、静态转储。两种方式：海量转储、增量转储。
  - 动态转储：转储期间允许对数据库进行存取或修改。
  - 静态转储：转储期间不允许对数据进行存取或修改。
  - 海量转储：每次转储全部数据库。
  - 增量转储：每次只转储上一次转储后更新过的数据。
• 登记日志文件：
  -日志文件的主要格式：以记录为单位、以数据快为单位。
  -日志文件的作用：1.事务故障恢复和系统故障恢复必须用日志文件；2.在动态转储中必须建立日志文件，后备副本和日志文件结合起来才能有效地恢复数据库；3.在静态转储中也可以建立日志文件。
  -登记日志文件需遵循的两条原则：1.登记的次序严格按并发事务执行的事件次序；2.必须先写日志文件，后些数据库。

最后，我也是成功拿证了~~