数据库系统概念第十二章 事务

事务（Transaction）

事务是作为单个逻辑工作单元执行的一系列数据库操作，这些操作可能会修改多个表中的多个元组

事务正常执行的结构是：

begin;
SQL execution 1
SQL execution 2
...
SQL execution N
commit;

begin标志开始一个事务，多个SQL语句就是事务逻辑工作单元，commit（提交）是结束当前事务并提交事务内数据变更，让其生效

数据库一致性在事务上表现的比较特殊，具体来说：事务执行的过程中可以让数据库处于不一致状态，但一旦提交（commit）数据库必须回到一致的状态（一致性是指广义上的一致性，即真实世界的数据一致性，如A和B转帐他们的总账户余额不变等）。

ACID性质

• Atomicity：原子性，一个事务要么所有操作被执行，要么全部都不被执行
• Consistency：一致性，独立地看待一个事务，它必须保证数据库一致性
• Isolation：独立性，多个事务允许并发的执行，但是必须保证事务之间不会互相干扰，并且一个事务执行过程对其他事务应该是透明的
• Durability：持久性，当事务成功完成时，它对数据库的更改必须持久化

银行转账是介绍事务时最喜欢用的例子，账户A向账户B转账M元，表达成事务（抽象，非SQL，把update分成多步）就是：

read(A)
A = A - M
write(A)
read(B)
B = B + M
write(B)

这个转账过程是银行数据库经常需要完成的业务逻辑，我们可以把这样经常调用的事务封装成存储过程以供频繁调用（见存储过程一章）

ACID性质具体体现在这个存储过程上就是：

1. A：要么转账过程的6个步骤全被完成要么全部不被完成，若A的账户不足M元，第三步write写失败（完整性约束），必须保证之前的操作对数据库均不产生影响
2. C：A和B之和必须保证不变
3. I：其他和A、B相关的并发转账事务或其他事务对当前转账不产生影响
4. D：一旦A和B这两个账户持有者收到了转账成功的信息，那么该事务必须永久性生效，即使系统故障（权责划分明确，转账无误，即使故障不可恢复也应该由银行系统负责）

事务管理

了解事务管理之前必须了解一个事务在执行过程中可能处于状态：

• Active：事务初始状态，执行时保持该状态
• Partially committed：最后一个操作被执行后的状态（还未commit）
• Failed：发现错误，停止执行
• Aborted：事务被回滚（rollback）数据库恢复到事务执行前的状态， - Aborted后有两个选择：重新执行（如果事务内部没有逻辑错误）、kill该事务
• Committed：事务成功执行完成后的状态

事务状态转换关系如下图：

从ACID性质以及上面的事务状态关系可以看出，数据库事务管理主要处理两件事情：

• 错误/失败：事务执行失败（逻辑错误、系统崩溃、断电等等异常）时恢复处理
• 并发执行：多个事务能够并发执行（并发的意义在于提高CPU和磁盘利用率，提高吞吐率，以及降低平均响应时间），并且防止并发事务间互相影响对数据库一致性的破坏

并发调度

冲突可串行化（Conflict Serialisability）

调度不同，事务执行结果也不同。我们必须有一个标准来判断某种调度是否正确。这个标准就是事务串行——先执行事务1的所有指令，再执行事务2的所有指令——后的结果。如果调度结果与串行结果相同，则调度正确；反之则错误。此概念与操作系统中多线程的执行类似。

优先图判断是否是冲突可串行化：

1. 先画出每个 transaction(T1 T2 T3…)
2. 找到所有的 读写操作，按照先后顺序，将 read—>write, write—>read, write—>write 连起来，都是前指向后，这些读写都是不同 transaction之间，相同的 transaction 内部不管，如果是相同路径的线段重复多条，只画一条。
3. 如果画完了有环，则是非冲突可串行化，就是有冲突，但是不能串行化的。

画完图，拓扑排序后得到