【CMU 15-445】Lecture 15: Concurrency Control Theory 学习笔记

本节课主要介绍事务的概念和特性。

Definitions

事务是一组数据库操作（比如SQL语句）的集合，进一步可以抽象为对某些数据对象的读写操作序列。因为多个用户请求并发运行时，对数据对象的读写可能产生不一致的现象，所以需要事务及其机制辅助进行管制。
一个数据库中的所有事务需要满足以下几个性质：

• 原子性：事务包含的操作要么全部执行要么全部不执行
• 一致性：如果数据库在事务开始前是一致的，那么在该事务完成后也要确保数据库是一致的；数据库的一致性由用户指定， 比如银行转账时，数据库的一致性体现在两个账户的总额保持不变。
• 隔离性：事务之间是相互隔离的，当有若干事务并发执行时，各事务间不影响，表现出与某种串行执行一样的结果。
• 持久性：事务提交后，对数据库造成的影响应当是持久性的

ACID: Atomicity

通常可以采用两种方法实现事务的原子性：

• Logging：DBMS为事务中已执行的操作记录上日志，并在事务异常终止时进行undo操作。
• Shadow Paging：DBMS为每个事务单独分配pages进行修改，当事务正常提交后再更新进入数据库，如果事务异常终止，则只需要删除其对应的pages即可。这种做法不常用，因为它只在事务异常终止时的恢复阶段较方便，在正常情况下效率低于Logging。

ACID: Consistency

数据库一致性：数据库中的数据需要满足一些现实世界的约束（用户自定义的）以及一些整数约束（如年龄不应该为负数等等）
事务一致性：如果数据库在事务执行前是一致的，那么在事务