数据库原理

数据库原理

1.事务

ACID

原子性
一致性
隔离性
持久性

2.并发一致性问题

修改覆盖(写写之间并发)

读取其他事务修改的数据：t1修改，t2修改，t2修改覆盖t1修改，t1最后读取t2修改的数据

脏读(写读之间并发)

读取其他事务未提交的数据：t1修改未提交，t2读取，t1回滚，t2读取了t1未提交的数据

不可重复读

同一个事务读取数据行值前后不一致：t1读取，t2修改，t1再次读取，前后读取不一致

幻读

同一个事务读取范围值前后不一致：t1读取范围值，t2在此范围内插入数据，t1再次读取范围值不一致

3.封锁

封锁类型

排他锁X/共享锁S
    SS锁兼容，其他均不兼容；读读锁兼容，读写、写写锁之间不兼容
意向锁IX/IS
    事务T对表A加锁时，需要判断是否有其他事务对表A或表A中任意一行加锁，需要全表扫描
    意向锁规定，当事务对数据行加锁时，首先获得表的意向锁，事务T对表A加锁时，就不需要全表扫描了

封锁协议

一级封锁协议
	事务T对数据行写操作需要获得X锁(可以解决写写之间并发，修改覆盖)
二级封锁协议
	事务T对数据行读操作需要获得S锁(可以解决读写之间并发，脏读：其他事务写操作未提交，不释放X锁，T读操作无法获得S锁，直到其他事务提交)
三级封锁协议
	事务T对数据行读操作需要获得S锁，直到事务结束释放(可以解决不可重复读：T不释放S锁，其他事务无法获得X锁进行写操作。)

4.事务隔离性

未提交读

Read Uncommited

提交读

Read Commited

可重复读

Repeatable Read

可串行化

Serializeable

5.多版本并发控制MVCC

Undo日志

MVCC使用到的快照存储在Undo-log中，记录数据行的所有操作快照，通过回滚指针将快照链接。

隐藏的列

每行记录后面保存着两个隐藏的列，创建版本号、删除版本号
创建版本号：创建一个数据行快照时的系统版本号
删除版本号：如果快照的删除版本号大于当前系统版本号，说明快照有效，否则无效

版本号

系统版本号：自增序号，每开启一个事务，系统版本号加一
事务版本号：事务开始时系统版本号

实现方式

select
	创建版本号 < 事务T版本号 < 删除版本号
	读取操作事务T所要读取的数据行创建版本号要小于T的创建版本号，否则说明其他事务对数据行有修改，产生脏读
	同时此数据行的删除版本号要大于T的版本号，否则表示此数据行已经删除
insert
	将当前系统版本号作为数据行快照的创建版本号
delete
	将当前系统版本号作为数据行的删除版本号
update
	将当前系统版本号作为数据行的删除版本号，将当前系统版本号作为更新后的数据行的创建版本号，可以理解为先delete后insert

快照读

读取快照中的数据，减少加锁带来的开销
select * from table ...

当前读

读取最新的数据，需要加锁
select * from table share in mode
select * from table for update
insert 
delete
update

6.Next-key Lock

Record Lock：记录行的索引加锁

Gape Lock：索引间隙加锁

Next-key Lock：以上两者结合

Next-key Lock + MVCC 解决幻读