事务概念

定义：事务是一系列的数据库操作，是数据库应用程序的逻辑单位。要么都做，要么都不做。

语句：

begin transaction
end transaction

commit / commit work
rollback / rollback work

事务特性

• 原子性
• 一致性
• 隔离性：两个事务对同一个数据进行操作，不会相互干扰
• 持久性：存在磁盘上，不是存在内存中

事务的状态

• 活动状态
• 部分提交
• 提交状态
• 失败状态
• 中止状态

并发控制（重要）

事务调度

• 串行调度
• 并发调度：利用分时的方法同时处理多个事务
• 可恢复调度：当事务A要读事务B写的数据时，B事务必须要先于事务A提交

并发调度是否正确：结果和任意一次串性执行结果一致即可，则可以认为是可串行化的调度。可串行性是并发事务正确性的准则。

并发操作的不一致性：

• 丢失修改
• 不可重复读
• 读脏数据：读取的是其他事务修改后的值，但是该修改后来又被撤销了

并发控制技术

1. 排它锁（X锁）：其他事务无法进行读或写
2. 共享锁（S锁，读锁）：其他事务可以读，不能写

封锁协议

• 一级封锁协议：修改前加X锁，解决丢失修改问题
• 二级封锁协议：一级协议基础上加上读之前加S锁，读完释放S锁。解决读脏数据的问题
• 三级封锁协议：一级协议基础上加上读之前加S锁，事务结束才释放S锁。解决不可重复读的问题

两段锁协议（2PL）

定义：同一事务对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，该事务不再申请和获得任何其他封锁。第一阶段获得封锁，即扩展阶段；第二阶段是释放封锁，即收缩阶段。（含义要背下来！）

特点：

• 遵循两段锁，一定是可串行化的；不遵循两段锁，可能是可串行化，可能不是
• 采用两段锁协议可能产生死锁

事务的隔离级别

• READ UNCOMMITED 读未提交 避免丢失修改
• READ COMMITED 读已提交 避免丢失修改、读脏数据
• REPETABLE READ 可重复读 避免丢失修改、读脏数据、不可重复读
• SERIALIZABLE 串行化 最高级别，避免丢失修改、读脏数据、不可重复读、幻读

幻读：事务A查询到N条数据，然后事务B又插入M条数据，导致事务A再次搜索发现有N+M条数据，产生幻读（与不可重复读区别，幻读是第二次读取到更多条数据，脏数据是同一个数据值变了）

数据库备份与恢复

故障种类

• 事务故障：由于程序执行错误引起事务异常终止
  • 逻辑错误
  • 系统错误：如死锁
• 系统故障：硬件故障，未破坏存储在外存上的信息
• 介质故障：存储介质发生故障，如磁盘损坏，会直接破坏数据库

数据库备份

• 静态转储、动态转储：静态在转储期间不能进行任何存取、修改操作
• 海量转储、增量转储
• 日志文件
• 数据库镜像

数据库恢复

要能够恢复，必须建立冗余数据。

恢复操作：

• 撤销undo：将未完成的事务撤销，使数据库恢复到事务执行前的正确状态。通过反向扫描日志文件，进行逆操作，直至事务开始标志
• 重做数据redo：正向扫描日志文件，重新执行，直至事务结束标志

恢复策略：

• 事务故障的恢复（在运行到正常终止点commit或rollback前终止）：undo。是由系统自动完成，对用户透明
• 系统故障的恢复，包括未完成事务已经写入数据库（undo），或者已提交的事务还没写入数据库（redo）
• 介质故障：重装数据库，装载最近一次的备份和日志文件副本，再undoundo+redo

检查点机制 checkpoint

反向扫描日志文件，找到检查点。对于检查点后提交的事务，执行redo；对于检查点后未提交的事务，执行undo