第十章事务和锁

1、事务的概念：事务是一个基本的逻辑单元，它作为一个整体要么全部执行要么全部不执行。

2、事务的特性：原子性：事务是处理的一个原子单位，每一个操作不可拆分，它要么全部执行成功，要么全部都不执行。

一致性：指事务完成时，必须使所有的数据在整体上不变。

隔离性：各事务之间相互隔离，此事务的执行不受其他并发事务执行的干扰。

持续性：指事务对数据库的改变应是持续存在的，不会因故障而发生丢失。

3、从功能是上划分，sql语言分为DDL、DML和DCL：3.1DDL(Data Definition Language，数据定义语言)：用于定义和管理数据库中的所有对象的语言，如：create创建表空间、alter修改表空间、drop 删除表空间3.2：DML(Data manipulation Language，数据操作语言)：处理数据等操作，如：insert插入数据、delete删除数据、update修改数据、select查询数据3.3：DCL(Data Control Language，数据控制语言)：授予或回收访问数据库的权限，控制数据库操作事务发生的时间及效果，对数据库实行监视，如：grant授权，rollback回滚，commit提交4、事务的开始及结束：一个事务可以由一条DDL语句单独组成或多条DML语句共同组成。

一个事务从执行第一条sql语句开始，在它被提交或被回滚时结束。

事务的提交可以是显式提交：用commit命令直接完成；也可以是提交隐式提交：用sql语句间接完成提交，这些语句有：alter，audit，comment，create，disconnect，drop，exit，grant，noaudit，quit，revoke，rename，会话终止等；还可以是自动提交：set autocommit on或set autocommit immediate设置为自动提交，则在插入、删除、修改语句执行后自动提交，使用set autocommit off可以取消自动提交，show autocommit可以查看自动提交是否打开。

第十章数据库恢复技术一、选择题1．一个事务的执行，要么全部完成，要么全部不做，一个事务中对数据库的所有操作都是一个不可分割的操作序列的属性是（A ）。

A. 原子性B. 一致性C. 独立性D. 持久性2．表示两个或多个事务可以同时运行而不互相影响的是（C）。

A. 原子性B. 一致性C. 独立性D. 持久性3. 事务的持续性是指（B ）A.事务中包括的所有操作要么都做，要么都不做。

B.事务一旦提交，对数据库的改变是永久的。

C.一个事务内部的操作对并发的其他事务是隔离的。

D.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。

4．SQL语言中的COMMIT语句的主要作用是（C）。

A. 结束程序B. 返回系统C. 提交事务D. 存储数据5．SQL语言中用（B）语句实现事务的回滚A. CREATE TABLEB. ROLLBACKC. GRANT和REVOKED. COMMIT 6．若系统在运行过程中，由于某种硬件故障，使存储在外存上的数据部分损失或全部损失，这种情况称为（A ）。

A. 介质故障B. 运行故障C. 系统故障D. 事务故障7．在DBMS中实现事务持久性的子系统是（B D ）。

A. 安全管理子系统B. 完整性管理子系统C. 并发控制子系统D. 恢复管理子系统8. 后援副本的作用是（C）。

A. 保障安全性B. 一致性控制C. 故障后的恢复D. 数据的转储9．事务日志用于保存（D C）。

A. 程序运行过程B. 程序的执行结果C. 对数据的更新操作D. 数据操作10．数据库恢复的基础是利用转储的冗余数据。

这些转储的冗余数据包括（C）。

A. 数据字典、应用程序、审计档案、数据库后备副本B. 数据字典、应用程序、审计档案、日志文件C. 日志文件、数据库后备副本D. 数据字典、应用程序、数据库后备副本选择题答案：(1) A (2) C (3) B (4) C (5) B(6) A (7) D (8) C (9) C (10) C二、简答题1.试述事务的概念及事务的四个特性。

数据库事务的隔离级别与锁机制数据库事务的隔离级别与锁机制是在数据库系统中确保数据并发处理的一种重要机制。

隔离级别定义了多个事务之间的可见性和干扰程度，而锁机制则用于管理数据的并发访问和更新。

1. 数据库事务的隔离级别数据库系统提供了四个事务隔离级别：- 读未提交（Read Uncommitted）：事务可以读取其他事务未提交的数据，容易引发脏读、不可重复读和幻影读问题。

- 读已提交（Read Committed）：事务只能读取其他事务已提交的数据，避免了脏读问题，但仍可能出现不可重复读和幻影读问题。

- 可重复读（Repeatable Read）：事务在对某个数据进行读取时，能够确保其他事务不能修改该数据，避免了脏读和不可重复读问题，但仍可能出现幻影读问题。

- 串行化（Serializable）：事务的读取和写入完全串行化执行，避免了所有并发问题，但牺牲了并发性能。

不同的隔离级别可以根据实际需求进行选择，低级别的隔离级别提供了更高的并发性能，而高级别的隔离级别则提供了更严格的数据一致性。

2. 锁机制锁机制用于管理事务对数据库的并发访问和更新，可以避免数据不一致和并发冲突问题。

常见的锁包括共享锁（Shared Lock）和排他锁（Exclusive Lock）。

- 共享锁（S锁）：多个事务可以同时对同一数据进行读取，但不允许进行数据的修改操作。

这种锁机制适用于读取密集型操作，可以提高并发性能。

- 排他锁（X锁）：只允许单个事务对数据进行读取和修改操作。

其他事务必须等待当前事务释放锁之后才能对该数据进行操作。

这种锁机制适用于写入密集型操作，可以确保数据的一致性和完整性。

锁机制的使用需要根据具体的并发处理需求进行选择，过多的锁可能会导致性能下降，而过少的锁可能会导致并发冲突和数据不一致。

3. 隔离级别与锁机制的关系隔离级别和锁机制是联系紧密的，不同的隔离级别会在并发访问和更新时采取不同的锁机制来保证数据的一致性。

锁和阻塞1.没有并发，就没有锁。

在数据库中，并发的意思是超过两个（含）以上的用户对同样的数据进行修改（包括插入、修改、删除），并行的意思是将一件事情分成很多小的部分，让每一部分同时执行，最后将执行结果进行汇总。

并发和并行是不同的，没有并发，就没有锁。

这里主要介绍TM锁和TX锁。

其实，TM锁更像是一个段级的锁，通常我们叫它表锁，是因为我们把这个表看成了一个段。

当某个表中有几个段的时候，可能一个段上有TM锁，而另外的段中没有TM锁（可以进行DDL操作）。

TX锁实际上应该叫做事务锁，它主要是为了维护是事务的一致性，从这个角度来看，TX锁并非都是在对数据进行修改时才产生的，只要需要维护事务的一致性，就需要用到该锁。

例如分布式事务，一般来说就是通过dblink在几个数据库中处理数据，因为是分布式的操作方式，所以需要一个事务的总协调者，这时候即使都是读取操作，依然需要一个TX锁来维护事务的一致性。

Oracl中锁的信息是数据库的一个属性，是物理的，并不是逻辑上属于某个表或者某个行。

在TX锁中，id1和id2构成了事务在回滚段中的位置。

它（id1和id2）的用处是，当其他操作需要读取这个数据块时，会发现这个数据块上有活动的事务，因此需要到回滚段中去找该数据库之前的内容，那么这些内容在回滚段的什么地方？这两个值就告诉了你。

对于TM 锁，id1就是加锁的段对象，可以是一个表或者表上的一个分区，id2一般为0。

2.select for update (no wait)3.外键和索引如果系统中有主、外键引用关系，并且满足以下情况之一，那么就应该考虑在外键字段中创建索引，以提高系统性能。

*主表上有频繁的删除操作*主表上有频繁的修改操作*业务上经常对主表和从表进行关联查询。

第11章并发控制1 ．在数据库中为什么要并发控制？答：数据库是共享资源，通常有许多个事务同时在运行。

当多个事务并发地存取数据库时就会产生同时读取和／或修改同一数据的情况。

若对并发操作不加控制就可能会存取和存储不正确的数据，破坏数据库的一致性。

所以数据库管理系统必须提供并发控制机制。

2 ．并发操作可能会产生哪几类数据不一致？用什么方法能避免各种不一致的情况？答：并发操作带来的数据不一致性包括三类：丢失修改、不可重复读和读“脏’夕数据。

( l ）丢失修改（lost update ) 两个事务 Tl 和T2读入同一数据并修改，T2提交的结果破坏了（覆盖了） Tl 提交的结果，导致Tl 的修改被丢失。

( 2 ）不可重复读（ Non 一 Repeatable Read ) 不可重复读是指事务 Tl 读取数据后，事务几执行更新操作，使 Tl 无法再现前一次读取结果。

( 3 ）读“脏”数据（ Dirty Read ) 读“脏’夕数据是指事务 Tl 修改某一数据，并将其写回磁盘，事务几读取同一数据后， Tl 由于某种原因被撤销，这时 Tl 已修改过的数据恢复原值，几读到的数据就与数据库中的数据不一致，则几读到的数据就为“脏”数据，即不正确的数据。

避免不一致性的方法和技术就是并发控制。

最常用的技术是封锁技术。

也可以用其他技术，例如在分布式数据库系统中可以采用时间戳方法来进行并发控制。

3 ．什么是封锁？基本的封锁类型有几种？试述它们的含义。

答：封锁就是事务 T 在对某个数据对象例如表、记录等操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。

加锁后事务 T 就对该数据对象有了一定的控制，在事务 T 释放它的锁之前，其他的事务不能更新此数据对象。

封锁是实现并发控制的一个非常重要的技术。

基本的封锁类型有两种：排它锁（ Exclusive Locks ，简称 x 锁）和共享锁 ( Share Locks，简称 S 锁）。

排它锁又称为写锁。

数据库管理系统的事务处理在计算机科学领域，数据库管理系统（DBMS）被广泛应用于数据存储和组织。

作为关键的数据管理工具，DBMS不仅需要高效地存储和检索数据，还需要保证数据的一致性和完整性。

为了实现这一目标，DBMS采用了事务处理的机制。

一、事务处理的概念事务是指对数据库的一系列操作的逻辑单元，它要么全部执行，要么全部回滚不执行。

事务处理是指对事务的执行过程，它确保了多个并发事务之间的数据一致性和隔离性。

二、事务处理的特性1. 原子性（Atomicity）：一个事务要么全部执行，要么全部失败。

如果其中任何一个操作失败，整个事务都会被回滚到起始状态。

2. 一致性（Consistency）：事务执行的结果必须使数据库从一个一致状态转换到另一个一致状态。

事务执行过程中的中间状态是不允许的。

3. 隔离性（Isolation）：每个事务的执行应该与其他并发事务相互隔离。

其中任何一个事务对数据的修改在提交前对其他事务是不可见的。

4. 持久性（Durability）：一旦事务被提交，其更改将永久保存在数据库中。

三、事务处理的基本操作1. 开始事务（BEGIN）：标志着事务的开始。

在执行其他操作之前，必须先开始一个事务。

2. 执行操作：对数据库进行读取、插入、更新或删除等操作。

3. 提交事务（COMMIT）：将事务中的操作永久保存到数据库中。

4. 回滚事务（ROLLBACK）：取消未提交的事务，将数据库恢复到事务开始的状态。

四、事务的并发控制并发是指多个事务同时执行的情况。

在并发环境下，事务之间的交错执行可能导致数据的不一致性。

为了解决这个问题，DBMS使用并发控制机制来保证数据的一致性和隔离性。

1. 锁定机制：通过给数据加锁来实现并发控制。

当一个事务对某个数据进行更新时，会将该数据进行锁定，其他事务必须等待锁的释放才能对该数据进行操作。

2. 并发隔离级别：定义了事务之间的隔离程度。

常见的隔离级别有读未提交（READ UNCOMMITTED）、读已提交（READ COMMITTED）、可重复读（REPEATABLE READ）和串行化（SERIALIZABLE）。

MySQL中的数据库锁定和解锁技巧MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一，被广泛应用于Web应用程序的开发中。

在MySQL中，数据库锁定和解锁技巧是非常重要的主题，因为锁定数据可以确保数据的完整性和一致性，并防止并发操作引发的问题。

在本文中，我们将讨论MySQL中的数据库锁定和解锁技巧，深入探讨不同类型的锁定以及如何正确使用它们。

一、引言MySQL中的数据库锁定和解锁是为了防止多个并发事务对同一数据进行修改而引发的数据冲突问题。

当多个事务同时对同一数据进行读写操作时，如果没有适当的锁定机制，就会出现数据不一致的情况。

因此，在MySQL中正确使用锁定机制对于保证数据的一致性和完整性至关重要。

二、MySQL中的锁定机制MySQL中的锁定机制可以分为两种类型：共享锁和排他锁。

共享锁用于保护读操作，而排他锁用于保护写操作。

共享锁可以同时被多个事务获取，但是排他锁只能被一个事务获取。

通过正确地使用这两种锁定机制，可以确保数据的完整性和一致性。

1. 共享锁共享锁可以被多个事务同时获取，它用于保护读操作，即多个事务可以同时读取同一份数据而不会造成数据不一致的问题。

当一个事务获取了共享锁后，其他事务可以继续获取共享锁，但是无法获取排他锁，直到该事务释放了共享锁。

在MySQL中，可以使用以下语句获取共享锁：```SELECT * FROM table_name LOCK IN SHARE MODE；```2. 排他锁排他锁只能被一个事务获取，它用于保护写操作，即当一个事务获取了排他锁后，其他事务无法获取共享锁或排他锁，直到该事务释放了排他锁。

这样可以确保在写操作期间不会有其他事务对数据进行读或写操作，从而保证了数据的完整性。

在MySQL中，可以使用以下语句获取排他锁：```SELECT * FROM table_name FOR UPDATE；```三、使用锁定机制的注意事项在使用MySQL中的锁定机制时，需要注意以下几点：1. 锁的粒度在MySQL中，可以对表级别、行级别甚至列级别进行锁定。

Java中的分布式事务和分布式锁应用分布式事务和分布式锁是分布式系统中常用的两种重要技术，用于保证数据的一致性和并发控制。

本文将结合具体应用场景，分别介绍分布式事务和分布式锁的概念及其在Java中的应用。

1.分布式事务分布式事务是指在分布式系统中，需要保证多个操作的一致性和原子性的事务。

在分布式系统中，每个节点都有可能有自己的一份数据，并且数据之间互相依赖。

因此，当一个事务需要跨越多个节点时，就需要保证所有节点的数据操作都能同时成功或者同时失败，以确保数据的一致性。

在Java中，我们可以使用各种分布式事务管理框架来实现分布式事务。

一种常用的框架是Atomikos。

Atomikos提供了基于JTA（Java Transaction API）的分布式事务管理功能。

通过Atomikos，我们可以将多个操作组合成一个分布式事务，并通过注解或者编程方式定义事务的边界。

Atomikos会协调各个节点上的事务，保证所有的操作要么全部成功，要么全部失败，以确保数据的一致性。

另外，还有一种分布式事务管理框架是Seata。

Seata是阿里巴巴推出的开源框架，它提供了全局事务管理的功能。

通过Seata，我们可以统一管理多个节点上的事务，并提供了高度可扩展的分布式事务解决方案。

Seata的架构非常灵活，可以在不同的部署场景下实现分布式事务管理，如单机事务、多数据源事务、XA事务等。

2.分布式锁分布式锁是用于解决分布式系统中并发控制的一种机制。

在分布式系统中，多个节点可能同时访问共享资源，如果没有合适的并发控制机制，就会导致数据错误和丢失。

分布式锁就是用来解决这个问题的。

在Java中，我们可以使用各种分布式锁的实现，如基于数据库、缓存、ZooKeeper等。

其中，ZooKeeper是一个分布式协调服务，提供了一种高可用、高性能的分布式锁的实现方式。

使用分布式锁的基本流程如下：-创建一个ZooKeeper客户端，并连接到ZooKeeper服务器。

数据库事务、事务隔离级别以及锁机制详解以下主要以MySQL（InnoDB引擎）数据库为讨论背景，纯属个⼈学习总结，不对的地⽅还请指出！什么是事务？事务是作为⼀个逻辑单元执⾏的⼀系列操作，要么⼀起成功，要么⼀起失败。

⼀个逻辑⼯作单元必须有四个属性，称为 ACID（原⼦性、致性、隔离性和持久性）属性，只有这样才能成为⼀个事务。

数据库事物的四⼤特性（ACID）：1）原⼦性：（Atomicity）务必须是原⼦⼯作单元；对于其数据修改，要么全都执⾏，要么全都不执⾏。

2）⼀致性：（Consistency）事务在完成时，必须使所有的数据都保持⼀致状态。

在相关数据库中，所有规则都必须应⽤于事务的修改，保持所有数据的完整性。

事务结束时，所有的内部数据结构（如 B 树索引或双向链表）都必须是正确的。

3）隔离线：（Isolation）由并发事务所作的修改必须与任何其它并发事务所作的修改隔离。

事务查看数据时数据所处的状态，要么另⼀并发事务修改它之前的状态，要么是另⼀事务修改它之后的状态，事务不会查看中间状态的数据。

这为可串⾏性，因为它能够重新装载起始数据，并且重播⼀系列事务，以使数据结束时的状态与原始事务执的状态相同。

4）持久性：（Durability）事务完成之后，它对于系统的影响是永久性的。

该修改即使出现系统故障也将⼀直保持。

事务并发时会发⽣什么问题？（在不考虑事务隔离情况下）1）脏读：脏读是指在⼀个事务处理过程⾥读取了另⼀个未提交的事务中的数据。

例：事务A修改num=123------事务B读取num=123（A操作还未提交时）事务A回滚此时就会出现B事务读到的num并不是数据库中真正的num的值，这种情况就叫“脏读”。

2）不可重读：不可重复读是指在对于数据库中的某个数据，⼀个事务范围内多次查询却返回了不同的数据值，这是由于在查询间隔，被另⼀个事务修改并提交了。

例：事务A读取num=123（事务A并未结束）------事务B修改num=321，并提交了事务事务A再次读取num=321此时就会出现同⼀次事务A中两次读取num的值不⼀样，这种情况就叫“不可重读”。