當前位置:首頁 » 數據倉庫 » 一文講透資料庫事務的四原則
擴展閱讀
webinf下怎麼引入js 2023-08-31 21:54:13
堡壘機怎麼打開web 2023-08-31 21:54:11

一文講透資料庫事務的四原則

發布時間: 2022-10-04 00:07:09

1. 設計一個關系資料庫遵守哪些原則

指導方針一:在事務中盡量使得訪問的紀錄最小。
指導方針二:保持事務盡可能的簡潔。
一是在同一個事務中不要加入過多的修改或者刪除語句。
二是在更新時,若一次性更新的語句比較多,最好能夠選擇合適的時候更新
指導方針三:不要在事務處理期間要求用戶輸入
指導方針四:在瀏覽數據時,盡量不要打開事務。

2. 請簡單介紹一下資料庫事務的4大特性

事務的:原子性、一致性、分離性、持久性
原子性、一致性、分離性、持久性
(1) 原子性
事務的原子性指的是,事務中包含的程序作為資料庫的邏輯工作單位,它所做的對數據修改操作要麼全部執行,要麼完全不執行。這種特性稱為原子性。
事務的原子性要求,如果把一個事務可看作是一個程序,它要麼完整的被執行,要麼完全不執行。就是說事務的操縱序列或者完全應用到資料庫或者完全不影響資料庫。這種特性稱為原子性。
假如用戶在一個事務內完成了對資料庫的更新,這時所有的更新對外部世界必須是可見的,或者完全沒有更新。前者稱事務已提交,後者稱事務撤消(或流產)。DBMS必須確保由成功提交的事務完成的所有操縱在資料庫內有完全的反映,而失敗的事務對資料庫完全沒有影響。

(2) 一致性
事務的一致性指的是在一個事務執行之前和執行之後資料庫都必須處於一致性狀態。這種特性稱為事務的一致性。假如資料庫的狀態滿足所有的完整性約束,就說該資料庫是一致的。
一致性處理資料庫中對所有語義約束的保護。假如資料庫的狀態滿足所有的完整性約束,就說該資料庫是一致的。例如,當資料庫處於一致性狀態S1時,對資料庫執行一個事務,在事務執行期間假定資料庫的狀態是不一致的,當事務執行結束時,資料庫處在一致性狀態S2。

(3) 分離性
分離性指並發的事務是相互隔離的。即一個事務內部的操作及正在操作的數據必須封鎖起來,不被其它企圖進行修改的事務看到。
分離性是DBMS針對並發事務間的沖突提供的安全保證。DBMS可以通過加鎖在並發執行的事務間提供不同級別的分離。假如並發交叉執行的事務沒有任何控制,操縱相同的共享對象的多個並發事務的執行可能引起異常情況。
DBMS可以在並發執行的事務間提供不同級別的分離。分離的級別和並發事務的吞吐量之間存在反比關系。較多事務的可分離性可能會帶來較高的沖突和較多的事務流產。流產的事務要消耗資源,這些資源必須要重新被訪問。因此,確保高分離級別的DBMS需要更多的開銷。

(4)持久性
持久性意味著當系統或介質發生故障時,確保已提交事務的更新不能丟失。即一旦一個事務提交,DBMS保證它對資料庫中數據的改變應該是永久性的,耐得住任何系統故障。持久性通過資料庫備份和恢復來保證。
持久性意味著當系統或介質發生故障時,確保已提交事務的更新不能丟失。即對已提交事務的更新能恢復。一旦一個事務被提交,DBMS必須保證提供適當的冗餘,使其耐得住系統的故障。所以,持久性主要在於DBMS的恢復性能。

3. 資料庫事務正確執行的四個基本要素包括

ACID,指資料庫事務正確執行的四個基本要素的縮寫。包含:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)、持久性(Durability)。一個支持事務(Transaction)的資料庫,必需要具有這四種特性,否則在事務過程(Transaction processing)當中無法保證數據的正確性,交易過程極可能達不到交易方的要求。
原子性
整個事務中的所有操作,要麼全部完成,要麼全部不完成,不可能停滯在中間某個環節。事務在執行過程中發生錯誤,會被回滾(Rollback)到事務開始前的狀態,就像這個事務從來沒有執行過一樣。
一致性
一個事務可以封裝狀態改變(除非它是一個只讀的)。事務必須始終保持系統處於一致的狀態,不管在任何給定的時間並發事務有多少。
也就是說:如果事務是並發多個,系統也必須如同串列事務一樣操作。其主要特徵是保護性和不變性(Preserving an Invariant),以轉賬案例為例,假設有五個賬戶,每個賬戶余額是100元,那麼五個賬戶總額是500元,如果在這個5個賬戶之間同時發生多個轉賬,無論並發多少個,比如在A與B賬戶之間轉賬5元,在C與D賬戶之間轉賬10元,在B與E之間轉賬15元,五個賬戶總額也應該還是500元,這就是保護性和不變性
隔離性
隔離狀態執行事務,使它們好像是系統在給定時間內執行的唯一操作。如果有兩個事務,運行在相同的時間內,執行相同的功能,事務的隔離性將確保每一事務在系統中認為只有該事務在使用系統。這種屬性有時稱為串列化,為了防止事務操作間的混淆,必須串列化或序列化請求,使得在同一時間僅有一個請求用於同一數據。
持久性
在事務完成以後,該事務對資料庫所作的更改便持久的保存在資料庫之中,並不會被回滾。
由於一項操作通常會包含許多子操作,而這些子操作可能會因為硬體的損壞或其他因素產生問題,要正確實現ACID並不容易。ACID建議資料庫將所有需要更新以及修改的資料一次操作完畢,但實際上並不可行。
目前主要有兩種方式實現ACID:第一種是Write ahead logging,也就是日誌式的方式(現代資料庫均基於這種方式)。第二種是Shadow paging。

4. 什麼是事務,事務的四個特性是什麼

事務一般是指要做的或所做的事情。

事務應該具有4個屬性:原子性、一致性、隔離性、持久性。這四個屬性通常稱為ACID特性。

1、原子性:一個事務是一個不可分割的工作單位,事務中包括的諸操作要麼都做,要麼都不做。

2、一致性:事務必須是使資料庫從一個一致性狀態變到另一個一致性狀態。一致性與原子性是密切相關的。

3、隔離性:一個事務的執行不能被其他事務干擾。即一個事務內部的操作及使用的數據對並發的其他事務是隔離的,並發執行的各個事務之間不能互相干擾。

4持久性:持久性也稱永久性,指一個事務一旦提交,它對資料庫中數據的改變就應該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應該對其有任何影響。

(4)一文講透資料庫事務的四原則擴展閱讀

手動事務允許顯式處理若干過程,這些過程包括:開始事務、控制事務邊界內的每個連接和資源登記、確定事務結果(提交或中止)以及結束事務。

盡管此模型提供了對事務的標准控制,但它缺少一些內置於自動事務模型的簡化操作。例如,在手動事務中數據存儲區之間沒有自動登記和協調。此外,與自動事務不同,手動事務中事務不在對象間流動。

如果選擇手動控制分布式事務,則必須管理恢復、並發、安全性和完整性。也就是說,必須應用維護與事務處理關聯的 ACID 屬性所需的所有編程方法。

5. 資料庫事務處理的四個原則舉例說明

列子不會,我屬於菜鳥級別的
只知道四大屬性:原子性 一致性 隔離性 持久性

我建議你去博客園 提問 或者msdn

6. 資料庫詳解之事務

究竟什麼是資料庫的事務,為什麼資料庫需要支持事務,為了實現資料庫事務各種資料庫的是如何設計的。還是只談理解,歡迎大家來討論。

1. 資料庫事務是什麼

事務的定義,已經有太多文章寫過,我就不重復了。我理解的事務就是用來保證數據操作符合業務邏輯要求而實現的一系列功能。換句話說,如果資料庫不支持事務,上面業務系統的程序員就需要自己寫代碼保證相關數據處理邏輯的正確性。而資料庫事務就是把一系列保證資料庫處理邏輯正確性的通用功能在資料庫內實現,並且盡量提高效率。

舉個例子,資料庫最開始普及就是在金融業,銀行的存取款場景就是一個最典型的OLTP資料庫場景,而事務就是設計用來保證類似場景的業務邏輯正確性的。

![事務的四個基本特性](https://img-blog.csdnimg.cn/.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBAd2luZHRhbGtlcnd5,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)

**原子性**,如果你要給家人轉賬,必須在你的賬戶里扣掉100塊,在家人賬戶里加上100塊,這兩筆操作需要一起完成,業務邏輯才是正確的。但是程序在做修改的時,肯定會有先後順序,試想一下程序扣了你的錢,這個時候程序崩潰了,家人賬戶的錢沒有加上。那這100塊是不是消失了?你是不是要發瘋?那麼,就把這兩筆操作放進一個事務里,通過原子性保證,這兩筆操作要麼都成功,要麼都失敗。這樣才能保證業務邏輯的正確性。

**一致性**,有很多文章講過一致性,但是很多人會把一致性跟原子性混在一起說。事務的一致性指的是指每一個事務必須保證執行之後所有庫內的規則依舊成立。比如內外鍵,constraint,觸發器等。舉例來說,你在儲蓄卡里有100元,理財賬戶里有100元,基金賬戶有100元,那麼你在資產總和里會看到300元,這個300元必須是其他三個賬戶余額加在一起得到的。你在給家人轉帳100元是從儲蓄卡里轉出去了100元,那麼在資料庫上可以通過創建觸發器的方式,當儲蓄卡余額賬戶減100元的同時,把資產總和也同步減去100,不然的話,就會出現邏輯上的錯誤,因為你已經轉走了100塊儲蓄卡余額,實際資產總和應該是200,如果還是300,資料庫狀態就不一致了。所以實現事務的時候,必須要保證相關聯的觸發器以及其他所有的內部規則都執行成功,事務才能算執行成功。如果在減去資產總時出錯,那麼這筆轉帳交易也不能成功。因為這樣資料庫就會進入不一致的狀態。

那麼這里跟原子性的區別到底在哪裡呢?原子性是指個多個用戶指令之間必須作為一個整體完成或失敗,而一致性更多是資料庫內的相關數據規則必須同時完成或失敗。

**持久性**,最容易理解的一個,事務只要提交了,那麼對資料庫的修改就會保存下來不會丟了。簡單來說,只要提交了,資料庫就算崩潰了,重啟之後你剛存的100塊依然在你的賬戶里。

**隔離性**,每個事務相對於其他的事務是有一定獨立性的,不能互相影響。因為資料庫需要支持並發的操作來提高效率。在並發操作時,一定要通過操作之間的隔離來保證業務邏輯的正確性。比如,你轉帳100塊給家人,一系列操作的最後一步可能是輸入驗證碼,這個時候轉帳還沒有完成,但是在資料庫里你的賬戶對應的記錄中已經減去100塊,家人賬戶也加了100塊,就等著驗證碼輸入以後,事務提交,完成操作。那麼,這個時候,家人通過手機銀行能夠查到這100塊么?你的答案可能是不能,因為這樣才符合業務邏輯,因為你的轉帳操作還沒有提交,事務還沒有完成。那麼資料庫就應該保證這兩個並發操作之間具有一定的隔離性。

那麼到底應該隔離到什麼程度呢?隔離性又分為4個等級:由低到高依次為Read uncommitted(讀未提交)、Read committed(讀提交)、Repeatable read(可重復讀取)、Serializable(序列化),這四個級別可以逐個解決臟讀、不可重復讀、幻象讀這幾類問題。這些東西是什麼意思?請有興趣的小夥伴自行網路,很多文章都寫的很清楚。

那麼怎麼理解不同的隔離等級呢,首先要理解並發操作,並發操作就是指有不同的用戶同時對一個數據進行讀、寫操作,那麼在這個過程中,每個用戶應該看到什麼數據才能保證業務邏輯的正確性呢? 如果是前面存取款的場景,我必須看到的是已經存進來的錢,也就是必須是已經提交的事務。而12306刷火車票呢,你可以看到有10張余票,但是在下單的時候告訴你票賣完了,因為同時有10個用戶把票買掉了,你需要重新刷余票,這個也是可以接受的,也就是說我可以讀到一些虛假的余票,這樣在業務上也沒有什麼問題。那麼在設計這兩個不同系統時,就可以選擇不同的事務隔離級別來實現不同的並發效果。不同的隔離等級就是要在系統的並發性和數據邏輯的嚴謹性之間做出的平衡。

2. 資料庫如何實現事務

資料庫實現事務會有多種不同的方式,但基本的原理類似,比如都需要對事務進行統一的編號處理,都需要記錄事務的狀態(是成功了還是失敗了),都需要在數據存儲的層面對事務進行支持,以明確哪些數據是被哪些事務、插入、修改和刪除的。同時還會記錄事務日誌等,對事務進行系統化的管理以實現數據的原子性,一致性和持久性。

要實現事務的隔離性,最基礎的就是通過加鎖機制把並發操作適當的串列化來保證數據操作的正確邏輯。但是為了要保證系統具有良好的並發性能,必須要在實現事務隔離性時需要找到合理的平衡點。大部分資料庫(包括Oracle,MySQL,Postgres在內)在做並發控制的時候都會採用MVCC(多版本並發控制)的機制來保證系統具有較高的並發性,不同資料庫實現MVCC的具體方案也不盡相同,但其基本原理類似。

3. MVCC實現原理

所謂MVCC,就是資料庫中的同一查詢根據相關事務執行的先後順序以及隔離級別的不同,可能會存在不同版本的結果,通過這樣的手段來保證大部分查詢操作不會被修改操作阻塞並保證數據邏輯的正確性。也就是資料庫通過保存多個版本的數據( 歷史 數據)來提高系統的並發查詢能力。簡單來說就是用存儲空間來交換並發能力。下面以Postgres為例介紹一下MVCC的一種實現方式幫助大家理解這個重要的資料庫概念。通過下面的圖來解釋Posrgres里最基本的數據可見性是如何實現多版本控制的。

![在這里插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBAd2luZHRhbGtlcnd5,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16)

首先,Postgres里的每一個事務都有編號,這里可以簡單理解為時間順序編號,編號越大的事務發生越晚。然後,資料庫里的每一行記錄都會保存創建這條記錄的事務號(Cre),也會在記錄刪除時保存刪除這條記錄的事務號(Exp),換句話說,只要Exp這里一列里記錄了事務編號,就說明這條記錄被刪除了。那麼一個事務應該能看見那些記錄呢?Postgres里每一個事務都會保存一個當前系統的事務快照(Snapshot),這個快照里會保存事務創建時當前系統的最高(最晚)事務編號,以及目前還在進行中的事務編號。那麼如上圖所示的一個事務的快照里最高事務編號為100,目前正在進行的事務有25,50和75。那麼對應左邊數據記錄,這6行數據的可見性就如同標注的一般:

第一行,Cre 30,沒有刪除,在100這個時間點,應該能看到。

第二行,Cre 50,沒有刪除,但是50這個事務還沒有提交,正在進行中,所以看不見。

第三行,Cre 110,沒有刪除,但是100這個時間點110事務還沒有發生,所以看不見。

第四行,Cre 30,Exp 80,在80的時候數據被刪掉了,所以看不見。

第五行,Cre 30,Exp 75,在30的時候被創建,75時候被刪掉了,但是75這個事務在100的時候還沒有提交,所以這條記錄在100的時候還沒有刪掉,所以看得見。

第六行,Cre30,Exp 110,在30的時被創建,110時候被刪掉,但是在100時候,110還沒有發生,所以看得見。

綜上,就是這個事務對這六條記錄的可見性,也就是一個數據版本。那麼大家可以看一下如果另一個事務的快照里存的是最高事務編號為110,正在進行的事務為50,那麼它能看到的數據應該是哪幾行呢?同時大家也看到,Postgres里刪除一行數據其實就是在這一行的Exp這個列記錄一個刪除事務的編號,相當於做了一個刪除標記,而數據沒有真正被刪除,因此Postgres資料庫需要定期做數據清理操作(Vacuum)。Pstgres的在現實場景里會比這里介紹的要復雜,因為我們這里假定所有的事務最終都是正確提交了,如果存在某些事務沒有提交的情況,那麼可見性就會更加復雜,這里不再展開了。

資料庫事務是基本的資料庫概念,之前已經有很多很好文章做過介紹,這里希望能把自己的理解用比較通俗的描述分享給大家,歡迎來討論交流。

7. 資料庫事務四大特性是什麼

1、原子性(Atomicity)

原子性是指事務包含的所有操作要麼全部成功,要麼全部失敗回滾,因此事務的操作如果成功就必須要完全應用到資料庫,如果操作失敗則不能對資料庫有任何影響。

2、 一致性(Consistency)

一致性是指事務必須使資料庫從一個一致性狀態變換到另一個一致性狀態,也就是說一個事務執行之前和執行之後都必須處於一致性狀態。

拿轉賬來說,假設用戶A和用戶B兩者的錢加起來一共是5000,那麼不管A和B之間如何轉賬,轉幾次賬,事務結束後兩個用戶的錢相加起來應該還得是5000,這就是事務的一致性。

3、隔離性(Isolation)

隔離性是當多個用戶並發訪問資料庫時,比如操作同一張表時,資料庫為每一個用戶開啟的事務,不能被其他事務的操作所干擾,多個並發事務之間要相互隔離。

即要達到這么一種效果:對於任意兩個並發的事務T1和T2,在事務T1看來,T2要麼在T1開始之前就已經結束,要麼在T1結束之後才開始,這樣每個事務都感覺不到有其他事務在並發地執行。

4、持久性(Durability)

持久性是指一個事務一旦被提交了,那麼對資料庫中的數據的改變就是永久性的,即便是在資料庫系統遇到故障的情況下也不會丟失提交事務的操作。

(7)一文講透資料庫事務的四原則擴展閱讀

在資料庫中,關於讀數據的概念:

1、臟讀(Dirty Reads):所謂臟讀就是對臟數據(Drity Data)的讀取,而臟數據所指的就是未提交的數據。也就是說,一個事務正在對一條記錄做修改,在這個事務完成並提交之前,這條數據是處於待定狀態的(可能提交也可能回滾)。

這時,第二個事務來讀取這條沒有提交的數據,並據此做進一步的處理,就會產生未提交的數據依賴關系。這種現象被稱為臟讀。

2、不可重復讀(Non-Repeatable Reads):一個事務先後讀取同一條記錄,但兩次讀取的數據不同,我們稱之為不可重復讀。也就是說,這個事務在兩次讀取之間該數據被其它事務所修改。

3、幻讀(Phantom Reads):一個事務按相同的查詢條件重新讀取以前檢索過的數據,卻發現其他事務插入了滿足其查詢條件的新數據,這種現象就稱為幻讀。

8. 事務的四個特性

事務的四個特性如下:

1、原子性:事務中所有操作是不可再分割的原子單位。事務中所有操作要麼全部執行成功,要麼全部執行失敗。一個事務內的操作要麼全部成功要麼全部失敗。

2、一致性:事務執行後資料庫狀態與其它業務規則保持一致。其他特性都是為了給一致性服務的。例如買東西,張三買李四的東西,買賣前和買賣後張三和李四的所有錢數之和是保持不變的。

3、隔離性:事務和事務之間是隔離開的,一個事務看不到另一個事務正在操作的數據。

4、持久性:一旦事務提交成功,事務中所有的數據操作都必須被持久化到資料庫中,即使提交事務後,資料庫馬上崩潰,在資料庫重啟時也必須能保證通過某種機制將數據恢復到提交後的狀態。



事務是應用程序中一系列嚴密的操作,所有操作必須成功完成,否則在每個操作中所作的所有更改都會被撤消。也就是事務具有原子性,一個事務中的一系列的操作要麼全部成功要麼一個都不做。

事務的結果有兩種:當事務中的所有步驟全部成功執行完成時事務提交。如果其中一個步驟失敗將發生回滾操作,撤消之前到事務開始時的所有操作。

9. 事務數據概念,其四個屬性是什麼

原子性(ATOMICITY):
一個事務要被完全的無二義性的做完或撤消。在任何操作出現一個錯誤的情況下,構成事務的所有操作的效果必須被撤消,數據應被回滾到以前的狀態。

一致性(CONSISTENCY):
一個事務應該保護所有定義在數據上的不變的屬性(例如完整性約束)。在完成了一個成功的事務時,數據應處於一致的狀態。換句話說,一個事務應該把系統從一個一致-狀態轉換到另一個一致狀態。舉個例子,在關系資料庫的情況下,
一個一致的事務將保護定義在數據上的所有完整性約束。

隔離性(ISOLATION):
在同一個環境中可能有多個事務並發執行,而每個事務都應表現為獨立執行。串列的執行一系列事務的效果應該同於並發的執行它們。這要求兩件事:

在一個事務執行過程中,數據的中間的(可能不一致)狀態不應該被暴露給所有的其他事務。
兩個並發的事務應該不能操作同一項數據。資料庫管理系統通常使用鎖來實現這個特徵。

持久性(DURABILITY):
一個被完成的事務的效果應該是持久的。