当前位置:首页 » 数据仓库 » 一文讲透数据库事务的四原则
扩展阅读
webinf下怎么引入js 2023-08-31 21:54:13
堡垒机怎么打开web 2023-08-31 21:54:11

一文讲透数据库事务的四原则

发布时间: 2022-10-04 00:07:09

1. 设计一个关系数据库遵守哪些原则

指导方针一:在事务中尽量使得访问的纪录最小。
指导方针二:保持事务尽可能的简洁。
一是在同一个事务中不要加入过多的修改或者删除语句。
二是在更新时,若一次性更新的语句比较多,最好能够选择合适的时候更新
指导方针三:不要在事务处理期间要求用户输入
指导方针四:在浏览数据时,尽量不要打开事务。

2. 请简单介绍一下数据库事务的4大特性

事务的:原子性、一致性、分离性、持久性
原子性、一致性、分离性、持久性
(1) 原子性
事务的原子性指的是,事务中包含的程序作为数据库的逻辑工作单位,它所做的对数据修改操作要么全部执行,要么完全不执行。这种特性称为原子性。
事务的原子性要求,如果把一个事务可看作是一个程序,它要么完整的被执行,要么完全不执行。就是说事务的操纵序列或者完全应用到数据库或者完全不影响数据库。这种特性称为原子性。
假如用户在一个事务内完成了对数据库的更新,这时所有的更新对外部世界必须是可见的,或者完全没有更新。前者称事务已提交,后者称事务撤消(或流产)。DBMS必须确保由成功提交的事务完成的所有操纵在数据库内有完全的反映,而失败的事务对数据库完全没有影响。

(2) 一致性
事务的一致性指的是在一个事务执行之前和执行之后数据库都必须处于一致性状态。这种特性称为事务的一致性。假如数据库的状态满足所有的完整性约束,就说该数据库是一致的。
一致性处理数据库中对所有语义约束的保护。假如数据库的状态满足所有的完整性约束,就说该数据库是一致的。例如,当数据库处于一致性状态S1时,对数据库执行一个事务,在事务执行期间假定数据库的状态是不一致的,当事务执行结束时,数据库处在一致性状态S2。

(3) 分离性
分离性指并发的事务是相互隔离的。即一个事务内部的操作及正在操作的数据必须封锁起来,不被其它企图进行修改的事务看到。
分离性是DBMS针对并发事务间的冲突提供的安全保证。DBMS可以通过加锁在并发执行的事务间提供不同级别的分离。假如并发交叉执行的事务没有任何控制,操纵相同的共享对象的多个并发事务的执行可能引起异常情况。
DBMS可以在并发执行的事务间提供不同级别的分离。分离的级别和并发事务的吞吐量之间存在反比关系。较多事务的可分离性可能会带来较高的冲突和较多的事务流产。流产的事务要消耗资源,这些资源必须要重新被访问。因此,确保高分离级别的DBMS需要更多的开销。

(4)持久性
持久性意味着当系统或介质发生故障时,确保已提交事务的更新不能丢失。即一旦一个事务提交,DBMS保证它对数据库中数据的改变应该是永久性的,耐得住任何系统故障。持久性通过数据库备份和恢复来保证。
持久性意味着当系统或介质发生故障时,确保已提交事务的更新不能丢失。即对已提交事务的更新能恢复。一旦一个事务被提交,DBMS必须保证提供适当的冗余,使其耐得住系统的故障。所以,持久性主要在于DBMS的恢复性能。

3. 数据库事务正确执行的四个基本要素包括

ACID,指数据库事务正确执行的四个基本要素的缩写。包含:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。一个支持事务(Transaction)的数据库,必需要具有这四种特性,否则在事务过程(Transaction processing)当中无法保证数据的正确性,交易过程极可能达不到交易方的要求。
原子性
整个事务中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成,不可能停滞在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误,会被回滚(Rollback)到事务开始前的状态,就像这个事务从来没有执行过一样。
一致性
一个事务可以封装状态改变(除非它是一个只读的)。事务必须始终保持系统处于一致的状态,不管在任何给定的时间并发事务有多少。
也就是说:如果事务是并发多个,系统也必须如同串行事务一样操作。其主要特征是保护性和不变性(Preserving an Invariant),以转账案例为例,假设有五个账户,每个账户余额是100元,那么五个账户总额是500元,如果在这个5个账户之间同时发生多个转账,无论并发多少个,比如在A与B账户之间转账5元,在C与D账户之间转账10元,在B与E之间转账15元,五个账户总额也应该还是500元,这就是保护性和不变性
隔离性
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。
持久性
在事务完成以后,该事务对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中,并不会被回滚。
由于一项操作通常会包含许多子操作,而这些子操作可能会因为硬件的损坏或其他因素产生问题,要正确实现ACID并不容易。ACID建议数据库将所有需要更新以及修改的资料一次操作完毕,但实际上并不可行。
目前主要有两种方式实现ACID:第一种是Write ahead logging,也就是日志式的方式(现代数据库均基于这种方式)。第二种是Shadow paging。

4. 什么是事务,事务的四个特性是什么

事务一般是指要做的或所做的事情。

事务应该具有4个属性:原子性、一致性、隔离性、持久性。这四个属性通常称为ACID特性。

1、原子性:一个事务是一个不可分割的工作单位,事务中包括的诸操作要么都做,要么都不做。

2、一致性:事务必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。一致性与原子性是密切相关的。

3、隔离性:一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

4持久性:持久性也称永久性,指一个事务一旦提交,它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其有任何影响。

(4)一文讲透数据库事务的四原则扩展阅读

手动事务允许显式处理若干过程,这些过程包括:开始事务、控制事务边界内的每个连接和资源登记、确定事务结果(提交或中止)以及结束事务。

尽管此模型提供了对事务的标准控制,但它缺少一些内置于自动事务模型的简化操作。例如,在手动事务中数据存储区之间没有自动登记和协调。此外,与自动事务不同,手动事务中事务不在对象间流动。

如果选择手动控制分布式事务,则必须管理恢复、并发、安全性和完整性。也就是说,必须应用维护与事务处理关联的 ACID 属性所需的所有编程方法。

5. 数据库事务处理的四个原则举例说明

列子不会,我属于菜鸟级别的
只知道四大属性:原子性 一致性 隔离性 持久性

我建议你去博客园 提问 或者msdn

6. 数据库详解之事务

究竟什么是数据库的事务,为什么数据库需要支持事务,为了实现数据库事务各种数据库的是如何设计的。还是只谈理解,欢迎大家来讨论。

1. 数据库事务是什么

事务的定义,已经有太多文章写过,我就不重复了。我理解的事务就是用来保证数据操作符合业务逻辑要求而实现的一系列功能。换句话说,如果数据库不支持事务,上面业务系统的程序员就需要自己写代码保证相关数据处理逻辑的正确性。而数据库事务就是把一系列保证数据库处理逻辑正确性的通用功能在数据库内实现,并且尽量提高效率。

举个例子,数据库最开始普及就是在金融业,银行的存取款场景就是一个最典型的OLTP数据库场景,而事务就是设计用来保证类似场景的业务逻辑正确性的。

![事务的四个基本特性](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**,如果你要给家人转账,必须在你的账户里扣掉100块,在家人账户里加上100块,这两笔操作需要一起完成,业务逻辑才是正确的。但是程序在做修改的时,肯定会有先后顺序,试想一下程序扣了你的钱,这个时候程序崩溃了,家人账户的钱没有加上。那这100块是不是消失了?你是不是要发疯?那么,就把这两笔操作放进一个事务里,通过原子性保证,这两笔操作要么都成功,要么都失败。这样才能保证业务逻辑的正确性。

**一致性**,有很多文章讲过一致性,但是很多人会把一致性跟原子性混在一起说。事务的一致性指的是指每一个事务必须保证执行之后所有库内的规则依旧成立。比如内外键,constraint,触发器等。举例来说,你在储蓄卡里有100元,理财账户里有100元,基金账户有100元,那么你在资产总和里会看到300元,这个300元必须是其他三个账户余额加在一起得到的。你在给家人转帐100元是从储蓄卡里转出去了100元,那么在数据库上可以通过创建触发器的方式,当储蓄卡余额账户减100元的同时,把资产总和也同步减去100,不然的话,就会出现逻辑上的错误,因为你已经转走了100块储蓄卡余额,实际资产总和应该是200,如果还是300,数据库状态就不一致了。所以实现事务的时候,必须要保证相关联的触发器以及其他所有的内部规则都执行成功,事务才能算执行成功。如果在减去资产总时出错,那么这笔转帐交易也不能成功。因为这样数据库就会进入不一致的状态。

那么这里跟原子性的区别到底在哪里呢?原子性是指个多个用户指令之间必须作为一个整体完成或失败,而一致性更多是数据库内的相关数据规则必须同时完成或失败。

**持久性**,最容易理解的一个,事务只要提交了,那么对数据库的修改就会保存下来不会丢了。简单来说,只要提交了,数据库就算崩溃了,重启之后你刚存的100块依然在你的账户里。

**隔离性**,每个事务相对于其他的事务是有一定独立性的,不能互相影响。因为数据库需要支持并发的操作来提高效率。在并发操作时,一定要通过操作之间的隔离来保证业务逻辑的正确性。比如,你转帐100块给家人,一系列操作的最后一步可能是输入验证码,这个时候转帐还没有完成,但是在数据库里你的账户对应的记录中已经减去100块,家人账户也加了100块,就等着验证码输入以后,事务提交,完成操作。那么,这个时候,家人通过手机银行能够查到这100块么?你的答案可能是不能,因为这样才符合业务逻辑,因为你的转帐操作还没有提交,事务还没有完成。那么数据库就应该保证这两个并发操作之间具有一定的隔离性。

那么到底应该隔离到什么程度呢?隔离性又分为4个等级:由低到高依次为Read uncommitted(读未提交)、Read committed(读提交)、Repeatable read(可重复读取)、Serializable(序列化),这四个级别可以逐个解决脏读、不可重复读、幻象读这几类问题。这些东西是什么意思?请有兴趣的小伙伴自行网络,很多文章都写的很清楚。

那么怎么理解不同的隔离等级呢,首先要理解并发操作,并发操作就是指有不同的用户同时对一个数据进行读、写操作,那么在这个过程中,每个用户应该看到什么数据才能保证业务逻辑的正确性呢? 如果是前面存取款的场景,我必须看到的是已经存进来的钱,也就是必须是已经提交的事务。而12306刷火车票呢,你可以看到有10张余票,但是在下单的时候告诉你票卖完了,因为同时有10个用户把票买掉了,你需要重新刷余票,这个也是可以接受的,也就是说我可以读到一些虚假的余票,这样在业务上也没有什么问题。那么在设计这两个不同系统时,就可以选择不同的事务隔离级别来实现不同的并发效果。不同的隔离等级就是要在系统的并发性和数据逻辑的严谨性之间做出的平衡。

2. 数据库如何实现事务

数据库实现事务会有多种不同的方式,但基本的原理类似,比如都需要对事务进行统一的编号处理,都需要记录事务的状态(是成功了还是失败了),都需要在数据存储的层面对事务进行支持,以明确哪些数据是被哪些事务、插入、修改和删除的。同时还会记录事务日志等,对事务进行系统化的管理以实现数据的原子性,一致性和持久性。

要实现事务的隔离性,最基础的就是通过加锁机制把并发操作适当的串行化来保证数据操作的正确逻辑。但是为了要保证系统具有良好的并发性能,必须要在实现事务隔离性时需要找到合理的平衡点。大部分数据库(包括Oracle,MySQL,Postgres在内)在做并发控制的时候都会采用MVCC(多版本并发控制)的机制来保证系统具有较高的并发性,不同数据库实现MVCC的具体方案也不尽相同,但其基本原理类似。

3. MVCC实现原理

所谓MVCC,就是数据库中的同一查询根据相关事务执行的先后顺序以及隔离级别的不同,可能会存在不同版本的结果,通过这样的手段来保证大部分查询操作不会被修改操作阻塞并保证数据逻辑的正确性。也就是数据库通过保存多个版本的数据( 历史 数据)来提高系统的并发查询能力。简单来说就是用存储空间来交换并发能力。下面以Postgres为例介绍一下MVCC的一种实现方式帮助大家理解这个重要的数据库概念。通过下面的图来解释Posrgres里最基本的数据可见性是如何实现多版本控制的。

![在这里插入图片描述](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里的每一个事务都有编号,这里可以简单理解为时间顺序编号,编号越大的事务发生越晚。然后,数据库里的每一行记录都会保存创建这条记录的事务号(Cre),也会在记录删除时保存删除这条记录的事务号(Exp),换句话说,只要Exp这里一列里记录了事务编号,就说明这条记录被删除了。那么一个事务应该能看见那些记录呢?Postgres里每一个事务都会保存一个当前系统的事务快照(Snapshot),这个快照里会保存事务创建时当前系统的最高(最晚)事务编号,以及目前还在进行中的事务编号。那么如上图所示的一个事务的快照里最高事务编号为100,目前正在进行的事务有25,50和75。那么对应左边数据记录,这6行数据的可见性就如同标注的一般:

第一行,Cre 30,没有删除,在100这个时间点,应该能看到。

第二行,Cre 50,没有删除,但是50这个事务还没有提交,正在进行中,所以看不见。

第三行,Cre 110,没有删除,但是100这个时间点110事务还没有发生,所以看不见。

第四行,Cre 30,Exp 80,在80的时候数据被删掉了,所以看不见。

第五行,Cre 30,Exp 75,在30的时候被创建,75时候被删掉了,但是75这个事务在100的时候还没有提交,所以这条记录在100的时候还没有删掉,所以看得见。

第六行,Cre30,Exp 110,在30的时被创建,110时候被删掉,但是在100时候,110还没有发生,所以看得见。

综上,就是这个事务对这六条记录的可见性,也就是一个数据版本。那么大家可以看一下如果另一个事务的快照里存的是最高事务编号为110,正在进行的事务为50,那么它能看到的数据应该是哪几行呢?同时大家也看到,Postgres里删除一行数据其实就是在这一行的Exp这个列记录一个删除事务的编号,相当于做了一个删除标记,而数据没有真正被删除,因此Postgres数据库需要定期做数据清理操作(Vacuum)。Pstgres的在现实场景里会比这里介绍的要复杂,因为我们这里假定所有的事务最终都是正确提交了,如果存在某些事务没有提交的情况,那么可见性就会更加复杂,这里不再展开了。

数据库事务是基本的数据库概念,之前已经有很多很好文章做过介绍,这里希望能把自己的理解用比较通俗的描述分享给大家,欢迎来讨论交流。

7. 数据库事务四大特性是什么

1、原子性(Atomicity)

原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功,要么全部失败回滚,因此事务的操作如果成功就必须要完全应用到数据库,如果操作失败则不能对数据库有任何影响。

2、 一致性(Consistency)

一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态,也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。

拿转账来说,假设用户A和用户B两者的钱加起来一共是5000,那么不管A和B之间如何转账,转几次账,事务结束后两个用户的钱相加起来应该还得是5000,这就是事务的一致性。

3、隔离性(Isolation)

隔离性是当多个用户并发访问数据库时,比如操作同一张表时,数据库为每一个用户开启的事务,不能被其他事务的操作所干扰,多个并发事务之间要相互隔离。

即要达到这么一种效果:对于任意两个并发的事务T1和T2,在事务T1看来,T2要么在T1开始之前就已经结束,要么在T1结束之后才开始,这样每个事务都感觉不到有其他事务在并发地执行。

4、持久性(Durability)

持久性是指一个事务一旦被提交了,那么对数据库中的数据的改变就是永久性的,即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

(7)一文讲透数据库事务的四原则扩展阅读

在数据库中,关于读数据的概念:

1、脏读(Dirty Reads):所谓脏读就是对脏数据(Drity Data)的读取,而脏数据所指的就是未提交的数据。也就是说,一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并提交之前,这条数据是处于待定状态的(可能提交也可能回滚)。

这时,第二个事务来读取这条没有提交的数据,并据此做进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被称为脏读。

2、不可重复读(Non-Repeatable Reads):一个事务先后读取同一条记录,但两次读取的数据不同,我们称之为不可重复读。也就是说,这个事务在两次读取之间该数据被其它事务所修改。

3、幻读(Phantom Reads):一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为幻读。

8. 事务的四个特性

事务的四个特性如下:

1、原子性:事务中所有操作是不可再分割的原子单位。事务中所有操作要么全部执行成功,要么全部执行失败。一个事务内的操作要么全部成功要么全部失败。

2、一致性:事务执行后数据库状态与其它业务规则保持一致。其他特性都是为了给一致性服务的。例如买东西,张三买李四的东西,买卖前和买卖后张三和李四的所有钱数之和是保持不变的。

3、隔离性:事务和事务之间是隔离开的,一个事务看不到另一个事务正在操作的数据。

4、持久性:一旦事务提交成功,事务中所有的数据操作都必须被持久化到数据库中,即使提交事务后,数据库马上崩溃,在数据库重启时也必须能保证通过某种机制将数据恢复到提交后的状态。



事务是应用程序中一系列严密的操作,所有操作必须成功完成,否则在每个操作中所作的所有更改都会被撤消。也就是事务具有原子性,一个事务中的一系列的操作要么全部成功要么一个都不做。

事务的结果有两种:当事务中的所有步骤全部成功执行完成时事务提交。如果其中一个步骤失败将发生回滚操作,撤消之前到事务开始时的所有操作。

9. 事务数据概念,其四个属性是什么

原子性(ATOMICITY):
一个事务要被完全的无二义性的做完或撤消。在任何操作出现一个错误的情况下,构成事务的所有操作的效果必须被撤消,数据应被回滚到以前的状态。

一致性(CONSISTENCY):
一个事务应该保护所有定义在数据上的不变的属性(例如完整性约束)。在完成了一个成功的事务时,数据应处于一致的状态。换句话说,一个事务应该把系统从一个一致-状态转换到另一个一致状态。举个例子,在关系数据库的情况下,
一个一致的事务将保护定义在数据上的所有完整性约束。

隔离性(ISOLATION):
在同一个环境中可能有多个事务并发执行,而每个事务都应表现为独立执行。串行的执行一系列事务的效果应该同于并发的执行它们。这要求两件事:

在一个事务执行过程中,数据的中间的(可能不一致)状态不应该被暴露给所有的其他事务。
两个并发的事务应该不能操作同一项数据。数据库管理系统通常使用锁来实现这个特征。

持久性(DURABILITY):
一个被完成的事务的效果应该是持久的。