《事务处理技术》课件.pptVIP

事务处理技术事务处理技术是计算机科学领域的重要概念，它确保数据库操作的可靠性和一致性。

事务的基本概念一组操作事务是一组逻辑上相关联的操作，这些操作要么全部成功，要么全部失败。原子性事务中的所有操作必须作为一个整体执行，要么全部完成，要么全部不执行。一致性事务必须保证数据库从一种一致性状态转换到另一种一致性状态。持久性事务一旦成功提交，其结果将永久保存在数据库中，即使系统崩溃也不会丢失。

事务的特性1原子性事务是一个不可分割的操作单元，要么全部成功，要么全部失败。2一致性事务执行的结果必须使数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。3隔离性多个事务并发执行时，彼此之间互不干扰，每个事务都好像在独立运行。4持久性事务一旦提交，其结果将永久保存到数据库中，即使系统崩溃也不会丢失。

事务的ACID特性原子性(Atomicity)事务作为一个整体，要么全部成功，要么全部失败。失败时，会进行回滚操作，恢复到事务开始前的状态。一致性(Consistency)事务执行前和执行后，数据库保持一致性状态。一致性是指数据完整性和约束条件的满足。隔离性(Isolation)多个并发事务彼此隔离，互不干扰。隔离性保证了事务的独立性，不受其他并发事务影响。持久性(Durability)事务一旦提交成功，其结果将永久保存在数据库中，即使系统发生故障也不会丢失。

事务隔离级别读未提交一个事务可以读取另一个事务尚未提交的数据。可能出现脏读问题。读已提交一个事务只能读取已经提交的数据。避免脏读，但可能出现不可重复读问题。可重复读一个事务在同一时间点读取相同的数据，结果应该一致。避免脏读和不可重复读，但可能出现幻读问题。串行化事务之间完全隔离，每个事务按顺序执行。避免脏读、不可重复读和幻读，但效率最低。

事务状态和状态转换1活动正在执行操作2部分提交部分操作完成3提交所有操作完成4中止未完成的操作事务状态代表事务执行过程中的不同阶段，状态转换则是事务状态在不同阶段之间的变化过程。在事务处理过程中，状态转换需要遵循特定的规则，保证数据的完整性和一致性。

两阶段提交协议两阶段提交协议（Two-phasecommitprotocol，简称2PC）是用来保证分布式事务的原子性的一种协议，它将事务提交分为两个阶段进行。1准备阶段协调者向参与者发送准备请求2投票阶段参与者执行操作，并投票3提交阶段协调者根据投票结果，发送提交或回滚指令

回滚日志和检查点回滚日志记录事务执行过程中对数据库的修改操作，用于在事务失败时回滚操作。检查点记录数据库某个时间点的状态，用于在系统崩溃时恢复数据。作用提高数据一致性和可靠性，确保事务的原子性和持久性。

并发控制技术乐观并发控制(OCC)OCC假设并发冲突很少发生。事务读取数据时不加锁。在提交时检查冲突，如果冲突，则回滚事务。OCC适用于读多写少的场景，比如在线购物网站的浏览操作。悲观并发控制(PCC)PCC假设并发冲突可能发生。事务开始时即加锁，在事务完成前一直持有锁。PCC适用于写多读少的场景，比如银行交易系统，需要保证数据一致性。多版本并发控制(MVCC)MVCC通过维护数据的多个版本来解决冲突。每个事务都看到自己事务开始时的数据版本，避免了加锁和阻塞。时间戳排序(TSO)TSO通过给每个事务分配一个时间戳来解决冲突。事务提交时检查冲突，如果冲突则回滚事务。TSO适用于高并发、低延迟的场景，比如股票交易系统。

锁机制悲观锁假设数据会被修改，在操作数据前锁定数据。乐观锁假设数据不会被修改，在操作数据后验证数据是否被修改。共享锁允许多个事务同时读取数据，但不能修改数据。排他锁只允许一个事务对数据进行操作，其他事务无法访问该数据。

死锁定义两个或多个事务互相等待对方释放资源，导致所有事务都无法继续执行。发生条件互斥条件持有并等待不可抢占循环等待危害系统无法正常运行，可能需要人工干预来解除死锁。

死锁预防与检测死锁预防死锁预防通过限制资源获取和分配，避免死锁发生。死锁检测死锁检测通过定期检查系统状态，发现并解决死锁。

分布式事务处理1协调多个数据库分布式事务处理涉及多个数据库，这些数据库可能在不同的服务器上运行。2一致性挑战确保所有参与数据库的更新一致，即使在故障情况下，也是一个关键问题。3分布式协调需要一种机制来协调所有数据库的更新，确保原子性和一致性。4复杂性分布式事务处理比本地事务处理复杂得多，需要额外的机制和协议。

可靠性保证机制数据冗余数据冗余是通过复制数据到多个位置来确保数据可用性，即使一个位置失效也能保证数据访问。错误检测与纠正通过校验和、奇偶校验等技术，可以检测和纠正数据传输或存储过程中的错误，确保数据完整性。容错机制通过冗余节点和故障切换机制，即使系统出现部分故障，也能保证整体服务不中断。日志记录