以下圖片來自西安交通大學侯迪老師的ppt，僅供學習和復習使用，請勿轉載或他用

7.1 事務的概念

定義事務：

事務的ACID特性：

原子性A：要么都做，要么都不做

一致性C：只包含成功事務提交的結果，如果出現故障，那么一部分修改已經完成，而一部分未完成，處于不正確狀態

隔離性I：一個事務與其他并發事務隔離，不能互相干擾

持續性D：一個事務一旦提交，對數據庫中數據的修改時永久性的。

7.2 數據庫恢復技術

7.2.1 概述

7.2.2 故障的種類

• 事務內部故障

• 系統故障

• 介質故障

• 計算機病毒

事務內部故障

系統故障

介質故障

計算機病毒

7.2.3 恢復的實現技術

兩類：數據轉儲和日志文件

(1)數據轉儲

定期將數據庫復制到存儲介質上進行備份

分類：靜態和動態，海量和增量

靜態和動態的區別在于：

靜態轉儲時數據庫不能做更新等操作，必須等靜態轉儲完成后才能對數據庫進行操作。

而動態轉儲的時候是可以對數據庫進行操作的，但這樣保證不了一致性，因此需要配合日志記錄下轉儲過程中對數據庫的操作。

海量和增量轉儲的區別在于：

海量每次轉儲數據庫中所有的數據

增量只是轉儲上次轉出后更新過的數據

海量轉儲恢復起來方便，但數據庫大，事務處理頻繁時增量轉儲更有效

(2)日志文件

作用：

• 進行事務故障恢復

• 進行系統故障恢復

• 協助后備副本進行介質故障恢復

具體作用：

• 事務故障恢復和系統故障恢復必須使用日志文件

  事務故障恢復需要undo已經修改磁盤中數據但未完成的事務

  系統故障恢復需要undo已經修改磁盤中數據但未完成的事務+redo已經提交但是還未修改磁盤數據的事務

必須先寫日志文件的原因：如果先寫數據庫可能再數據庫寫的過程中發生故障，導致日志文件沒有登記上。

7.2.4 恢復策略

事務故障的恢復

恢復步驟：

系統故障的恢復

恢復步驟：

介質故障的恢復

• 重裝數據庫

• 重做已完成的事務

7.2.5 具有檢查點的恢復技術

恢復策略：

從重新開始文件中找到最后一個檢查點記錄在日志文件中的地址，藉此找到最后一個檢查點記錄，然后根據將所有在建立該檢查點記錄時正在執行的事務加入一個active-list，將所有active-list中的事務都暫時放在undolist里，從檢查點開始正向掃描日志文件，若提交了則將其從undolist中移到redolist直到日志文件結束。

最后對undolist里的undo,redolist里的redo。

7.2.6 數據庫鏡像(解決介質故障)

7.3 并發控制

7.3.1 概述

7.3.2 封鎖

什么是封鎖？

兩類鎖：

• 排他鎖 X鎖

• 共享鎖 S鎖

事務T對數據對象A加X鎖后不能再加其他鎖，只能T對A進行讀寫

加S鎖后還可以加S鎖，但不能加X鎖，S鎖只能讀

鎖的相容矩陣：

XS_

X	N	N	Y
S	N	Y	Y
_	Y	Y	Y

7.3.3 封鎖協議

一級封鎖協議

修改數據之前必須加X鎖，直到事務結束釋放。

可以防止丟失修改，并保證事務是可恢復的

但是不可以防止不可重復讀和臟讀

為什么不能防止臟讀：因為雖然A事務對數據加了X鎖，但是B事務仍舊可以通過select來讀取數據，因此若A事務回滾，則B會讀到臟數據

不可重復讀類似。

二級封鎖協議

修改數據之前必須加X鎖，且讀數據前必須加S鎖，讀完后即可釋放。

可防止數據丟失以及讀臟數據

但是依舊不能防止不可重復讀，因為讀完后即可釋放。假設A事務先讀一次然后釋放，這時候如果B事務加X鎖修改數據然后釋放，A再加S鎖讀就會讀不一樣的數據。

三級封鎖協議

修改數據之前必須加X鎖，且讀數據前必須加S鎖，事務結束后才可釋放。

可防止3個問題

小結：

7.3.4 活鎖和死鎖

活鎖

活鎖，即先請求的鎖一直沒有獲得，導致永遠等待：

死鎖

T1T2

Lock R1	? ? ?
?	Lock R2
? ?	? ?
Lock R2	?
等待
等待
等待	Lock R1
等待	等待
等待	等待
	? ? ?

死鎖的預防

一次封鎖法，必須一次將所有需要的數據加鎖

但是會降低系統并發度，且一開始不知道要哪些數據

順序封鎖，對數據對象定一個封鎖順序，必須按這個順序進行封鎖

事務卷回重執，利用時間戳

兩種策略：

年老的(先開始執行的事務)等待，重新執行

年老的擊傷年輕的，使年輕的重新執行

死鎖的診斷與解除

超時法

等待時間超過了時限

等待圖法

存在回路則有死鎖

解除死鎖：

7.3.5 并發調度的串行性

可串行化：并發執行的結果與串行執行這些事務中的某種情況結果相同。

沖突可串行化調度

沖突：不同事務對一個數據的讀寫和寫寫操作，即除了兩個都讀

下標表示哪個事務，由于操作的數據對象不一樣，所以可以交換。

注意： 沖突可串行化是可串行化的充分條件，但不是必要。

不是沖突可串行化，但是可能可串行化。

7.3.6 兩段鎖協議

即釋放一個鎖之后不再請求任何鎖

是沖突可串行化的，因此是可串行化的。

注意：

兩段鎖協議保證可串行化，但是可能產生死鎖。

7.3.7 封鎖粒度

封鎖對象的大小：如頁（大）和元組（小）

封鎖對象越大，則并發度越小，但系統開銷小

封鎖對象小，則并發度高，但是開銷大

多粒度封鎖

顯式封鎖：直接對數據對象加鎖

隱式封鎖：由于數據對象的某個父節點被加鎖而存在鎖

檢查封鎖時，必須要檢查隱式封鎖，包括了所有父節點和子節點，如果有不相容鎖就不能加鎖。

由于這樣檢查的太多了，所以引入一個意向鎖：

意向鎖

對任一結點加鎖需要對它的所有上層節點加意向鎖

三種意向鎖：

SIX表示要對某個節點進行讀操作，同時可能對其下層節點進行寫操作。

意向鎖都是準備對子節點加鎖，而不是已經加了鎖。

SIX是已經對數據對象加S鎖，同時可能對子節點加X鎖，而IS是可能對子節點加S鎖，因此相容。而IX是要對子節點加X鎖，由于已經有S鎖，所以不相容。

IS和IX都是意向，因此任意兩個都是相容的。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第7章 事务管理技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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