【数据库】事务

定义

所谓的事务，它是一个操作序列，这些 操作要么都执行，要么都不执行，它是一个不可分割的工作单位。所以，事务是数据库维护数据一致性的单位，在每个事务结束时，都能保持数据一致性。

数据库事务的存在包含有以下两个目的：
（1）为数据库操作序列提供了一个从失败中恢复到正常状态的方法，同时提供了数据库即使在异常状态下仍能保持一致性的方法。
（2）当多个应用程序在并发访问数据库时，可以在这些应用程序之间提供一个隔离方法，以防止彼此的操作互相干扰。

基本特性（ACID）

并非任意的对数据库的操作序列都是数据库事务。数据库事务拥有以下四个特性，习惯上被称之为ACID特性：

• 原子性（Atomicity）：事务作为一个整体被执行，包含在其中的对数据库的操作要么全部被执行，要么都不执行。

• 一致性（Consistency）：事务应确保数据库的状态从一个一致状态转变为另一个一致状态。一致状态的含义是数据库中的数据应满足完整性约束。

• 隔离性（Isolation）：多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务的执行。

• 持久性（Durability）：已被提交的事务对数据库的修改应该永久保存在数据库中。

基本语句

• 开始事务：begin TRANSACTION;

• 提交事务：commit TRANSACTION;

• 回滚事务：rollback TRANSACTION;

并发问题

一个数据库可能拥有多个访问客户端，这些客户端都可以并发方式访问数据库。数据库中的相同数据可能同时被多个事务访问，如果没有采取必要的隔离措施，就会导致各种并发问题，破坏数据的完整性。这些问题可以归结为5类，包括3类数据读问题（脏读、幻象读和不可重复读）以及2类数据更新问题（第一类丢失更新和第二类丢失更新）：

• 脏读：一个事务读取了另一个未提交的并行事务写的数据。当第二个事务选择其它事务正在更新的行时，会发生未确认的相关性问题。第二个事务正在读取的数据还没有确认并且可能由更新此行的事务所更改。换句话说，当事务1修改某一数据，并将其写回磁盘，事务2读取同一数据后，事务1由于某种原因被撤销，这时事务1已修改过的数据恢复原值，事务2读到的数据就与数据库中的数据不一致，是不正确的数据，称为脏读。

• 不可重复读：一个事务重新读取前面读取过的数据，发现该数据已经被另一个已提交的事务修改过。即事务1读取某一数据后，事务2对其做了修改，当事务1再次读数据时，得到的与第一次不同的值。

• 幻像读：又称幻读。如果一个事务在提交查询结果之前，另一个事务可以更改该结果，就会发生这种情况。这句话也可以这样解释，事务1按一定条件从数据库中读取某些数据记录后未提交查询结果，事务2删除了其中部分记录，事务1再次按相同条件读取数据时，发现某些记录神秘地消失了；或者事务1按一定条件从数据库中读取某些数据记录后未提交查询结果，事务2插入了一些记录，当事务1再次按相同条件读取数据时，发现多了一些记录。

• 第一类丢失更新：A事务撤销时，把已经提交的B事务的更新数据覆盖了

• 第二类丢失更新：A事务提交时覆盖了B事务提交的数据。

并发操作的调度

为了保证并行操作的正确性，DBMS的并行控制机制必须提供一定的手段来保证调度是可串行化的。
从理论上讲，在某一事务执行时禁止其他事务执行的调度策略一定是可串行化的调度，这也是最简单的调度策略，但这种方法实际上是不可行的，因为它使用户不能充分共享数据库资源。
目前DBMS普遍采用封锁方法（悲观方法）来保证调度的正确性；即保证并行操作调度的可串行性。除此之外还有其他一些方法，如乐观方法、时标方法等。

• 悲观并发控制：锁定系统阻止用户以影响其它用户的方式修改数据。如果用户执行的操作导致应用了某个锁，则直到这个锁的所有者释放该锁，其它用户才能执行与该锁冲突的操作。该方法主要用在数据争夺激烈的环境中，以及出现并发冲突时用锁保护数据的成本比回滚事务的成本低的环境中，因此称该方法为悲观并发控制。

• 乐观并发控制：在乐观并发控制中，用户读数据时不锁定数据。在执行更新时，系统进行检查，查看另一个用户读过数据后是否更改了数据。如果另一个用户更新了数据，将产生一个错误。一般情况下，接收错误信息的用户将回滚事务并重新开始。该方法主要用在数据争夺少的环境内，以及偶尔回滚事务的成本超过读数据时锁定数据的成本的环境内，因此称该方法为乐观并发控制。

• 时标并发控制：时标和封锁技术之间的基本区别是封锁是使一组事务的并发执行（即交叉执行）同步，使用它等价于这些事务的某一串行操作；时标法也是使用一组事务的交叉执行同步，但是使它等价于这些事务的一个特定的串行执行，即由时标的时序所确定的一个执行。如果发生冲突，是通过撤销并重新启动一个事务解决的。事务重新启动，则赋予新的时标。