红叶图书馆

Appearance

数据一致性 ​

事务 ​

事务指的是满足 ACID 特性的一组操作，可以通过 Commit 提交一个事务，也可以使用 Rollback 进行回滚。

ACID ​

  • 原子性(Atomicity)
    • 事务被视为不可分割的最小单元，事务的所有操作要么全部提交成功，要么全部失败回滚。
    • 回滚可以用日志来实现，日志记录着事务所执行的修改操作，在回滚时反向执行这些修改操作即可。
  • 一致性(Consistency)
    • 数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。
  • 隔离性(Isolation)
    • 一个事务所做的修改在最终提交以前，对其它事务是不可见的。
  • 持久性(Durability)
    • 一旦事务提交，则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃，事务执行的结果也不能丢失。
    • 可以通过数据库备份和恢复来实现，在系统发生崩溃时，使用备份的数据库进行数据恢复。

并发一致性问题 ​

  • 在并发环境下，事务的隔离性很难保证，因此会出现很多并发一致性问题。

    T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。

  • 读脏数据

    T1 修改一个数据，T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改，那么 T2 读取的数据是脏数据。

  • 不可重复读

    T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

  • 幻影读

    T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入新的数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。

产生并发不一致性问题主要原因是破坏了事务的隔离性，解决方法是通过并发控制来保证隔离性。并发控制可以通过封锁来实现，但是封锁操作需要用户自己控制，相当复杂。数据库管理系统提供了事务的隔离级别，让用户以一种更轻松的方式处理并发一致性问题。

封锁 ​

  • 封锁粒度

    • 行级锁
    • 表级锁

  • 封锁类型

    • 读写锁
      • 排它锁(Exclusive)，简写为 X 锁，又称写锁。

        一个事务对数据对象 A 加了 X 锁，就可以对 A 进行读取和更新。加锁期间其它事务不能对 A 加任何锁。

      • 共享锁(Shared)，简写为 S 锁，又称读锁。

        一个事务对数据对象 A 加了 S 锁，可以对 A 进行读取操作，但是不能进行更新操作。加锁期间其它事务能对 A 加 S 锁，但是不能加 X 锁。

    • 意向锁
      • 意向锁在原来的 X/S 锁之上引入了 IX/IS，IX/IS 都是表锁，用来表示一个事务想要在表中的某个数据行上加 X 锁或 S锁。

        一个事务在获得某个数据行对象的 S 锁之前，必须先获得表的 IS 锁或者更强的锁； 一个事务在获得某个数据行对象的 X 锁之前，必须先获得表的 IX 锁。

封锁协议 ​

  • 一级封锁协议
    • 事务 T 要修改数据 A 时必须加 X 锁，直到 T 结束才释放锁。
    • 可以解决丢失修改问题，因为不能同时有两个事务对同一个数据进行修改，那么事务的修改就不会被覆盖。
  • 二级封锁协议
    • 在一级的基础上，要求读取数据 A 时必须加 S 锁，读取完马上释放 S 锁。
    • 可以解决读脏数据问题，因为如果一个事务在对数据 A 进行修改，根据 1 级封锁协议，会加 X 锁，那么就不能再加 S 锁了，也就是不会读入数据。
  • 三级封锁协议
    • 在二级的基础上，要求读取数据 A 时必须加 S 锁，直到事务结束了才能释放 S 锁。
    • 可以解决不可重复读的问题，因为读A时，其它事务不能对 A 加 X 锁，从而避免了在读的期间数据发生改变。

隔离级别 ​

  • 未提交读(READ UNCOMMITTED)
    • 事务在读数据的时候并未对数据加锁。
    • 事务中的修改，即使没有提交，对其它事务也是可见的。
    • 可能发生脏读、幻读、不可重复读等问题。
    • 不推荐使用
  • 提交读(READ COMMITTED)
    • 事务对当前被读取的数据加 行级共享锁（当读到时才加锁），一旦读完该行，立即释放该行级共享锁；换句话说，一个事务所做的修改在提交之前对其它事务是不可见的。
    • 事务在更新某数据的瞬间（就是发生更新的瞬间），必须先对其加 行级排他锁，直到事务结束才释放。
    • 解决了脏读的问题，存在幻读、不可重复读的问题。
    • 推荐使用
  • 可重复读(REPEATABLE READ)
    • 事务在读取某数据的瞬间（就是开始读取的瞬间），必须先对其加 行级共享锁，直到事务结束才释放；
    • 保证在同一个事务中多次读取同样数据的结果是一样的。
    • 解决了脏读、幻读、不可重复读的问题。
    • 默认级别 推荐使用
  • 可串行化(SERIALIZABLE)
    • 事务在读取数据时，必须先对其加 表级共享锁 ，直到事务结束才释放；
    • 强制事务串行执行。