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数据库系统概论 数据库系统概论 并发控制 7.1 事务的基本概念 一、什么是事务 二、如何定义事务 三、事务的特性 一、什么是事务 事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位 事务和程序是两个概念 在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句，一组SQL语句或整个程序 一个应用程序通常包含多个事务 事务是恢复和并发控制的基本单位 二、如何定义事务 显式定义方式 BEGIN TRANSACTION BEGIN TRANSACTION SQL 语句1 SQL 语句1 SQL 语句2 SQL 语句2 。。。。。 。。。。。 COMMIT ROLLBACK 隐式方式 当用户没有显式地定义事务时， DBMS按缺省规定自动划分事务 事务结束 COMMIT 事务正常结束 提交事务的所有操作（读+更新） 事务中所有对数据库的更新永久生效 ROLLBACK 事务异常终止 事务运行的过程中发生了故障，不能继续执行 回滚事务的所有更新操作 事务滚回到开始时的状态 三、事务的特性(ACID特性) 事务的ACID特性： 原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation） 持续性（Durability ） 1. 原子性 事务是数据库的逻辑工作单位 事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做 2. 一致性 事务执行的结果必须是使数据库从一个 一致性状态变到另一个一致性状态 一致性状态： 数据库中只包含成功事务提交的结果 不一致状态： 数据库中包含失败事务的结果 一致性与原子性 银行转帐：从帐号A中取出一万元，存入帐号B。 定义一个事务，该事务包括两个操作 这两个操作要么全做，要么全不做 全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。 如果只做一个操作，数据库就处于不一致性状态。 3. 隔离性 对并发执行而言 一个事务的执行不能被其他事务干扰 一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的 并发执行的各个事务之间不能互相干扰 T1的修改被T2覆盖了！ 4. 持续性 持续性也称永久性（Permanence） 一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。 接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。 事务的特性 保证事务ACID特性是事务处理的任务 破坏事务ACID特性的因素 多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行 事务在运行过程中被强行停止 内容提要 并发控制是数据库管理系统的重要组成部分，通过本章的学习，应重点掌握： 并发控制带来的新问题 封锁及封锁协议 并发调度的可串行性 两段锁协议 概述 在单处理机系统中，事务的并行执行实际上是这些并行事务的并行操作轮流交叉运行，称为交叉并发方式。 在多处理机系统中，每个处理机可以运行一个事务，多个处理机可以同时运行多个事务，实现多个事务真正的并行运行，称为同时并发方式。 并发的目的： 改善系统的资源利用率 改善短事务的响应时间 例子 飞机订票系统中的活动序列： ①甲售票点读出某航班的机票余额A，设A=16 ②乙售票点读出同一航班的机票余额A，也为16 ③甲售票点卖出一张机票，修改余额A←A-1，把A=15写回数据库 ④乙售票点也卖出一张机票，修改余额A←A-1，把A=15写回数据库 这种情况称为数据库的不一致性，是由并发控制引起的。 数据不一致性（1） 丢失修改：两个事务T1和T2读入同一数据并修改，T2提交的结果破坏了T1提交的结果，导致T1的修改被丢失。“写—写冲突” 读“脏”数据：事务T1修改某一数据，并将其写回磁盘，事务T2读取同一数据后，T1由于某种原因被撤销，这时T1已修改过的数据恢复原值，T2读到的数据就与数据库中的数据不一致，则T2读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据。 “读—写冲突” 数据不一致性（2） 不可重复读：事务T1读取数据后，事务T2执行更新操作，使T1无法再现前一次的读取结果。 “读—写冲突” 产生原因：并发操作破坏了事务的隔离性 并发控制的任务：用正确的方式调度并发操作，使一个用户事务的执行不受其它事务的干扰，避免造成数据的不一致性。 并发控制的主要方法