事务teanscation ACID属性

本文详细介绍了数据库事务处理中的ACID特性,即原子性、一致性、隔离性和持久性。通过银行转账的例子,阐述了这些特性如何确保数据的完整性和一致性。

 

当事务处理系统创建事务时,将确保事务有某些特性。组件的开发者们假设事务的特性应该是一些不需要他们亲自管理的特性。这些特性称为ACID特性。ACID就是:原子性(Atomicity )、一致性( Consistency )、隔离性或独立性( Isolation)和持久性(Durability)

1. 原子性

原子性属性用于标识事务是否完全地完成,一个事务的任何更新要在系统上完全完成,如果由于某种原因出错,事务不能完成它的全部任务,系统将返回到事务开始前的状态。

让我们再看一下银行转账的例子。如果在转账的过程中出现错误,整个事务将会回滚。只有当事务中的所有部分都成功执行了,才将事务写入磁盘并使变化永久化。

为了提供回滚或者撤消未提交的变化的能力,许多数据源采用日志机制。例如,SQL Server使用一个预写事务日志,在将数据应用于(或提交到)实际数据页面前,先写在事务日志上。但是,其他一些数据源不是关系型数据库管理系统 (RDBMS),它们管理未提交事务的方式完全不同。只要事务回滚时,数据源可以撤消所有未提交的改变,那么这种技术应该可用于管理事务。

2. 一致性

事务在系统完整性中实施一致性,这通过保证系统的任何事务最后都处于有效状态来实现。如果事务成功地完成,那么系统中所有变化将正确地应用,系统处于有效状态。如果在事务中出现错误,那么系统中的所有变化将自动地回滚,系统返回到原始状态。因为事务开 始时系统处于一致状态,所以现在系统仍然处于一致状态。

再让我们回头看一下银行转账的例子,在账户转换和资金转移前,账户处于有效状态。如果事务成功地完成,并且提交事务,则账户处于新的有效的状态。如果事务出错,终止后,账户返回到原先的有效状态。

记住,事务不负责实施数据完整性,而仅仅负责在事务提交或终止以后确保数据返回到一致状态。理解数据完整性规则并写代码实现完整性的重任通常落在开发者肩上,他们根据业务要求进行设计。

当许多用户同时使用和修改同样的数据时,事务必须保持其数据的完整性和一致性。因此我们进一步研究A C I D特性中的下一个特性:隔离性。

3. 隔离性

在隔离状态执行事务,使它们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。如果有两个事务,运行在相同的时间内,执行相同的功能,事务的隔离性将确保每一事务在系统中认为只有该事务在使用系统。

这种属性有时称为串行化,为了防止事务操作间的混淆,必须串行化或序列化请求,使得在同一时间仅有一个请求用于同一数据。

重要的是,在隔离状态执行事务,系统的状态有可能是不一致的,在结束事务前,应确保系统处于一致状态。但是在每个单独的事务中,系统的状态可能会发生变化。如果事务不是在隔离状态运行,它就可能从系统中访问数据,而系统可能处于不一致状态。通过提供事务隔离,可以阻止这类事件的发生。

在银行的示例中,这意味着在这个系统内,其他过程和事务在我们的事务完成前看不到我们的事务引起的任何变化,这对于终止的情况非常重要。如果有另一个过程根据账户余额进行相应处理,而它在我们的事务完成前就能看到它造成的变化,那么这个过程的决策可能建立在错误的数据之上,因为我们的事务可能终止。这就是说明了为什么事务产生的变化,直到事务完成,才对系统的其他部分可见。

隔离性不仅仅保证多个事务不能同时修改相同数据,而且能够保证事务操作产生的变化直到变化被提交或终止时才能对另一个事务可见,并发的事务彼此之间毫无影 响。这就意味着所有要求修改或读取的数据已经被锁定在事务中,直到事务完成才能释放。大多数数据库,例如SQL Server以及其他的RDBMS,通过使用锁定来实现隔离,事务中涉及的各个数据项或数据集使用锁定来防止并发访问。

4. 持久性

持久性意味着一旦事务执行成功,在系统中产生的所有变化将是永久的。应该存在一些检查点防止在系统失败时丢失信息。甚至硬件本身失败,系统的状态仍能通过在日志中记录事务完成的任务进行重建。持久性的概念允许开发者认为不管系统以后发生了什么变化,完成的事务是系统永久的部分。

在银行的例子中,资金的转移是永久的,一直保持在系统中。这听起来似乎简单,但这,依赖于将数据写入磁盘,特别需要指出的是,在事务完全完成并提交后才写入磁盘的。

所有这些事务特性,不管其内部如何关联,仅仅是保证从事务开始到事务完成,不管事务成功与否,都能正确地管理事务涉及的数据   当事务处理系统创建事务 时,将确保事务有某些特性。组件的开发者们假设事务的特性应该是一些不需要他们亲自管理的特性。这些特性称为ACID特性。

阅读(334) | 评论(0) | 转发(0) |
0

上一篇:

下一篇:altibase sql(v$,x$)

给主人留下些什么吧!~~
评论热议
<think>我们正在讨论事务ACID属性。用户之前询问了ER图,现在转向事务ACID属性。根据引用内容,ACID属性包括原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)。引用[1]和[3]详细描述了这四个属性,而引用[2]则扩展到了分布式事务和CAP定理。 用户的问题:我想理解事务ACID属性。因此,我需要清晰地解释事务的概念以及ACID的四个属性,同时引用提供的材料。 回答结构: 1. 首先定义事务(Transaction)是什么。 2. 分别解释ACID四个属性的含义,并引用[1]和[3]中的描述。 3. 可以提及在分布式系统中ACID的挑战以及CAP定理(根据引用[2])。 4. 给出一个简单的例子(例如银行转账)来说明ACID属性。 5. 最后生成相关问题。 注意:引用标注在解释每个属性时自然添加,同时确保使用中文和LaTeX格式(如果需要数学表达)。 由于ACID属性中并没有复杂的数学公式,但为了符合指令,我们可以在适当的地方使用行内数学表达式(例如,在描述一致性时,可以提到数据库状态转换的一致性,但通常不需要复杂的公式)。这里我们可以用一些简单的数学符号来表示状态转换,例如:$$S \rightarrow S'$$ 表示从一致性状态S转换到另一个一致性状态S'。 另外,根据指令,独立公式要单独成段并使用$$...$$,但如果没有特别需要,也可以不使用。我们只在必要的地方使用。 具体回答: </think>### 事务ACID属性详解 #### 一、事务的定义 **事务(Transaction)** 是数据库管理系统中的逻辑操作单元,由一系列不可分割的数据库操作组成(如插入、更新、删除)。其核心目标是**保证数据操作的完整性**,典型场景如银行转账: ``` A账户扣款100元 → B账户加款100元 ``` 这两个操作必须作为整体执行,否则会导致数据错乱[^3]。 #### 二、ACID属性解析 ACID事务的四大核心特性,确保数据操作的安全性和可靠性: 1. **原子性(Atomicity)** - **定义**:事务内的操作要么**全部成功**,要么**全部失败回滚**,不存在中间状态。 - **实现机制**:通过**事务日志(Transaction Log)** 记录操作步骤,失败时逆向执行日志回滚[^3]。 - **示例**:转账中若B账户加款失败,则A账户扣款操作自动撤销。 2. **一致性(Consistency)** - **定义**:事务执行前后,数据库必须从**一个有效状态**转换到**另一个有效状态**,满足所有约束(如外键、唯一索引)。 - **数学表达**: $$ S_{\text{initial}} \xrightarrow{\text{Transaction}} S_{\text{final}} $$ 其中 $S_{\text{initial}}$ 和 $S_{\text{final}}$ 均为数据库的有效状态[^1][^3]。 - **示例**:转账后总金额不变($A_{\text{初始}} + B_{\text{初始}} = A_{\text{终}} + B_{\text{终}}$)。 3. **隔离性(Isolation)** - **定义**:并发执行的事务互不干扰,每个事务感知到的数据不受其他事务影响。 - **隔离级别**(由弱到强): ```mermaid graph LR RU[读未提交] --> RC[读已提交] --> RR[可重复读] --> S[串行化] ``` - **读已提交(Read Committed)**:避免脏读(如事务A读取到事务B未提交的数据)[^3]。 - **可重复读(Repeatable Read)**:避免不可重复读(同一事务内多次读取结果一致)。 4. **持久性(Durability)** - **定义**:事务提交后,修改**永久生效**,即使系统崩溃或断电也不丢失。 - **实现机制**:数据变更**同步写入磁盘**(如预写日志WAL技术)[^3]。 #### 三、ACID在分布式系统的挑战 在分布式环境中,ACID特性可能因**网络分区**而受限,需结合**CAP定理**权衡: - **CAP选项**: - **一致性(Consistency)**:所有节点数据实时一致。 - **可用性(Availability)**:每个请求都能获得响应。 - **分区容忍性(Partition Tolerance)**:网络分区时系统仍能运行。 - **解决方案**: - **两阶段提交(2PC)**:强一致性,但牺牲可用性[^2]。 - **最终一致性(如消息队列)**:高可用性,但数据同步延迟[^2]。 #### 四、实际应用示例:银行转账 ```sql START TRANSACTION; UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 'A'; -- A账户扣款 UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 'B'; -- B账户加款 COMMIT; -- 提交事务(若任一语句失败则自动回滚) ``` - **原子性**:两条UPDATE语句作为一个整体。 - **一致性**:转账前后总金额不变。 - **隔离性**:其他事务无法看到转账中的中间状态。 - **持久性**:COMMIT后数据永久保存。 --- ### 相关问题 1. **如何选择数据库事务的隔离级别?不同级别对性能有何影响?** 2. **在分布式系统中,如何实现TCC(Try-Confirm-Cancel)模式保障事务一致性?** 3. **CAP定理中的P(分区容忍性)是否必须满足?为什么?** [^1]: 事务ACID属性定义 [^2]: 分布式事务实现与CAP定理 [^3]: 数据库事务ACID的实现机制
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值