《数据库事务管理》课件

数据库事务管理本PPT课件将介绍数据库事务管理的关键概念和技术，包括事务的定义和特性、并发控制机制、日志管理、事务恢复和MVCC技术等。什么是事务定义事务是一系列操作的逻辑单元，要么全部成功，要么全部失败，确保数据的一致性和完整性。举例银行转账：从账户A扣除金额，将金额存入账户B，要么两个操作都成功，要么都失败。事务的定义和特性原子性（Atomicity）事务是一个不可分割的工作单元，要么全部执行成功，要么全部失败。一致性（Consistency）事务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。隔离性（Isolation）多个事务并发执行时，彼此之间相互隔离，不会相互影响。持久性（Durability）事务一旦提交，其结果将永久保存在数据库中，即使系统崩溃也不会丢失。ACID事务特性原子性所有操作作为一个整体执行，要么全部成功，要么全部失败。一致性事务执行前后，数据库必须保持一致的状态。隔离性多个事务并发执行时，彼此之间相互隔离，不会相互影响。持久性事务提交后，其结果将永久保存在数据库中。事务的隔离级别1Serializable2RepeatableRead3ReadCommitted4ReadUncommitted读未提交（ReadUncommitted）允许读取未提交的数据，可能读到脏数据，隔离级别最低，效率最高。读提交（ReadCommitted）只能读取已提交的数据，避免脏读，但可能出现不可重复读和幻读。可重复读（RepeatableRead）在同一个事务内，多次读取同一个数据，结果都相同，避免了不可重复读，但可能出现幻读。串行化（Serializable）所有事务按顺序执行，避免了脏读、不可重复读和幻读，隔离级别最高，效率最低。事务锁机制锁的概念锁是一种机制，用于控制对数据资源的访问权限，防止数据被多个事务同时修改。锁的作用确保数据的一致性和完整性，防止并发操作导致的数据冲突。悲观锁和乐观锁悲观锁假设数据会被修改，在操作数据之前先加锁，防止其他事务修改数据，效率较低。乐观锁假设数据不会被修改，在更新数据之前先检查数据是否被修改，如果被修改则放弃更新，效率较高。读锁和写锁1读锁允许其他事务读取数据，但不允许修改数据。2写锁不允许其他事务读取或修改数据，直到写锁释放。事务并发控制1锁机制使用锁来控制对数据资源的访问权限，避免数据冲突。2多版本并发控制（MVCC）通过维护数据的多版本来实现并发控制，无需加锁，效率更高。死锁及其处理当多个事务互相等待对方释放锁时，就会发生死锁，导致所有事务都无法继续执行。死锁检测算法通过检测事务之间互相等待的锁关系，判断是否发生了死锁，并选择一个事务回滚来解除死锁。死锁预防和解决预防使用锁顺序策略，避免不同事务对同一资源的访问顺序冲突。解决使用超时机制，如果事务长时间等待锁，则回滚该事务，解除死锁。事务日志事务日志是记录事务操作信息的日志文件，用于恢复事务和保证数据的持久性。日志的作用和类型1记录事务操作用于记录事务的执行过程，包括数据修改操作、锁操作等。2恢复事务在系统故障发生时，使用日志恢复事务，保证数据的一致性。3重做日志记录事务中对数据进行的修改操作，用于恢复已提交的事务。4回滚日志记录事务中对数据的撤销操作，用于恢复未提交的事务。重做日志和回滚日志重做日志记录事务中对数据进行的修改操作，用于恢复已提交的事务。回滚日志记录事务中对数据的撤销操作，用于恢复未提交的事务。检查点和日志擦除为了提高日志管理效率，数据库会定期将日志内容写入磁盘，并清除已提交事务的日志记录。日志管理日志管理主要包括日志记录、日志写入、日志读取和日志擦除等操作，确保日志的完整性和可靠性。事务恢复在系统故障发生时，使用日志恢复事务，保证数据的完整性和一致性。故障类型及其处理系统崩溃使用日志恢复未提交的事务，保证数据的完整性。磁盘故障使用备份恢复数据，但可能丢失部分未提交的事务。前滚和后滚恢复前滚恢复使用重做日志将已提交的事务恢复到故障发生前的状态。后滚恢复使用回滚日志将未提交的事务回滚到故障发生前的状态。多版本并发控制多版本并发控制(MVCC)是一种并发控制机制，它通过维护数据的多版本来实现并发访问，无需加锁，提高并发效率。MVCC机制概述MVCC通过维护数据的多版本，每个事务可以看到自己所需要的版本，避免了锁冲突，提高了并发效率。MVCC的实现原理MVCC通常使用快照隔离(SnapshotIsolation)来实现，每个事务都会创建数据的快照，只读取该快照中的数据，从而避免了锁冲突。MVCC的应用场景MVCC主要应用于读多写少的场景，例如电商网站的商品浏览、订单查询等，可以提高数据库的并发性能。MVCC与事务隔离级别MVCC通常与可重复读(RepeatableRead)和串行化(Serializable)