數(shù)據(jù)庫-課件第11講-事務(wù)管理

DBMS三個聯(lián)系緊密的功事務(wù)支持（保證數(shù)據(jù)庫可靠一致并發(fā)控 數(shù)據(jù)庫恢復(fù) ,電氣學(xué)院事務(wù)的基本概事務(wù) ,電氣學(xué)院銀行轉(zhuǎn)帳：事務(wù)T從A帳戶過戶50￥到B帳戶

A:=A–B:=B+ 原子性(Atomicity)要求 通過恢復(fù)機(jī)制 持久性(Durability)要求 通過恢復(fù)機(jī)制 ,電氣學(xué)院示例：事務(wù)特性（續(xù)

A:=A–B:=B+ 一致性(Consistency)要求：A+B在執(zhí)行事務(wù)后保持不 ,電氣學(xué)院示例：事務(wù)特性（續(xù) A:=A–B:=B+

read(A),read(B),實 T1,T2,oneby→并發(fā)控 ,電氣學(xué)院ACID屬在事務(wù)處理中，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的完整.Consistency.事務(wù)的 Isolation.未完成事務(wù)導(dǎo)致的中間結(jié)果對其他事務(wù)來說不可 事務(wù)狀態(tài)/Transaction事務(wù)狀態(tài)/TransactionActivePartiallycommittedFailedAborted–事務(wù)回滾，數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到事務(wù)開始前狀態(tài)，2重啟事務(wù)：在沒有內(nèi)部邏輯錯誤條件Kill事Committed事務(wù)的狀Begin

事務(wù)的執(zhí)BEGINTRANSACTION事務(wù)通常是以BEGINTRANSACTION ,電氣學(xué)院BEGIN//讀帳戶甲的余額BALANCEBALANCE_aAMOUNT;（AMOUNT帳金額IF（BALANCE<0）PRINT‘金額不足，不能轉(zhuǎn) {BALANCE_b=BALANCE_b+ ,電氣學(xué)院Atomicity&Durability所有更新基于數(shù)據(jù)庫的shadowcopydb_pointercopy；庫得到恢復(fù)，shadowcopy可以刪除。Atomicity&Durability（續(xù)Theshadow-database對小型數(shù)據(jù)庫(texteditors率極低:執(zhí)行一個事務(wù)需要拷貝整個數(shù)據(jù)庫事務(wù)支并發(fā)控可串行性與可恢復(fù)性 并發(fā)控制機(jī)制：加鎖協(xié)議 ,電氣學(xué)院并發(fā)執(zhí)行的必要并發(fā)控制協(xié)議–實現(xiàn) Schedules–指定了并發(fā)事務(wù)中操作順的執(zhí)行序串行調(diào)LetT1transfer$50fromAtoB,andT2transfer10%ofthebalancefromAtoB.下圖為一個串行調(diào)度serialscheduleT2跟隨各事務(wù)之間的操作沒有任何的調(diào)非串行調(diào)相同的事務(wù)，下圖為一個Schedule2Schedule1A+B (Schedule(ScheduleSchedule3無法保持A+B未執(zhí) ,電氣學(xué)院可串行基本假設(shè)：單個事務(wù)能夠保證數(shù)據(jù)庫的一致性→因此，該一個串行化的調(diào)度僅當(dāng)該調(diào)度等價于一個串行調(diào)度;兩種串可串行化 視圖可串行(viewread和writeli和lj是分別對應(yīng)Ti和Tj事務(wù)的兩個操作,當(dāng)且僅當(dāng)存在某 li=read(Q),lj= liandlj liread(Q),lj li=write(Q),lj= li=write(Q),lj= 通常,li和lj若存在 若li和lj在一個調(diào)度中連續(xù)且不 可串行化（續(xù)若調(diào)度S能夠通過一系列 操作轉(zhuǎn)換為調(diào)度S’，我們稱S 若調(diào)度S 等價于一個串行調(diào)度，我們稱S為 可串行化Example: 無法通過串行調(diào)度<T3,T4>或<T4,T3>，使用非 可串行化（續(xù)Schedule4能夠通過一系列 S和S′為一個事務(wù)集合的兩個調(diào)度，當(dāng)滿足一下條件時，稱S和S′為視圖等價(viewequivalent):（Ti,Tj為事務(wù)集合中對每個數(shù)據(jù)項Q，若事務(wù)Ti在調(diào)度S中Q的初值,則在在調(diào)S’中，也必須由Ti其初值對每個數(shù)據(jù)項Q，若事務(wù)Ti在調(diào)度S中執(zhí)行read(Q)，同時該數(shù)據(jù)值經(jīng)由事務(wù)Tj處理[write(Q)]，則在調(diào)度S′中，Ti同樣必須執(zhí)行經(jīng)事務(wù)Tj處理后的數(shù)據(jù)值[write(Q)]；2.對每個數(shù)據(jù)項Q，在兩個調(diào)度S和S′中，執(zhí)行對Q最后寫操作write(Q)的必須是同一個事視圖等價1,2保證兩個調(diào)度相同的值→3同1,2視圖可串行化續(xù)(viewserializable); 下圖調(diào)度，同<T3,T4,T6>串行調(diào)度是視圖可串行化調(diào) 可恢復(fù)性調(diào)可恢復(fù)性調(diào)度(Recoverableschedule)：對于每一對事務(wù)TA和TB，如果TB 應(yīng)該在TB之前提交自己的操作. 性的實現(xiàn)（并發(fā)控制 或視圖可串某些方法僅允許 可串行化調(diào)度,而其他方法允許非沖并發(fā)控制技在有效算法進(jìn)試；另外，在調(diào)度執(zhí)行后進(jìn)行樂觀方法：基于出現(xiàn)為小概率事件，因此允許事務(wù)執(zhí)行不保持同步，僅在最后事務(wù)提交時進(jìn)行驗 ,電氣學(xué)院并發(fā)控制協(xié)議：加 ,電氣學(xué)院基于加鎖協(xié)議(Lock-based數(shù)據(jù)項可賦予兩種加鎖模式shared(S)共享模式，該模式下，數(shù)據(jù)項僅可讀；通基于加鎖協(xié)議(Lock-basedpatibility 有的非兼容鎖被其它事務(wù)，才能獲得加鎖權(quán)限。Exampleofatransactionperformingread(B);read(B); ConsiderthepartialT3&T4都無法完成：executing lock-S(B)causesT4towaitforT3toreleaseitslockonB,whileexecuting lock-X(A)causesT3 towaitforT4toreleaseitslockonA.這一現(xiàn)象稱為死鎖T3T4中任意一個必須回滾(rollback)所賦加的鎖解除加鎖協(xié)議的問題（續(xù)(Starvation)For該相同的事務(wù)由于死鎖總是不停的回滾，無法完通過事務(wù)備選擇為犧牲品的次數(shù)，并在該次數(shù)達(dá)回滾的事務(wù)）的策略，避免現(xiàn)象發(fā)生死鎖處理（續(xù)死鎖防止協(xié)議保證系統(tǒng)不會進(jìn)入死鎖狀態(tài)，某些策略：明predeclaration）兩段鎖協(xié)議(two-phaselockingTimeout-BasedSchemes 執(zhí)行簡單；butstarvationispossible.確定一個好的等待時間比較困一個鎖管理器(LockManager)可作為單獨(dú)進(jìn)程實現(xiàn)，負(fù)責(zé) 鎖管理器通過發(fā)送允許加鎖信 回復(fù)事務(wù)加鎖請（或者在碰到死鎖的情況下要求事務(wù)回滾鎖管理器 一個稱為鎖表(lock table)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以LOCK

黑框表示獲得的鎖，白框表鎖表同時記錄或請求鎖的類 當(dāng)某一事務(wù)中止(aborts),所有該事 有效實現(xiàn)這能事務(wù)支并發(fā)控數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概 ,電氣學(xué)院計算機(jī)系統(tǒng)中硬件的故障、軟件的錯誤、操作員的以及的破壞是不可避免的故障輕則造成運(yùn)行事務(wù) 中斷，影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，重則破壞數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫中部分?jǐn)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（恢復(fù)子系統(tǒng)）必須具有把數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確狀態(tài)（亦稱為一致狀態(tài)或完整狀態(tài)）的功能，這就是數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)。 邏輯錯誤:由于內(nèi)部錯誤系統(tǒng)錯誤:基于某類出錯條件（如死鎖），數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須中止Fail-stop假設(shè):假設(shè)系統(tǒng)故障發(fā)生后磁 內(nèi)容不發(fā)生損磁盤故障（介質(zhì)故障，HardCrash）:磁頭錯誤、扇區(qū)壞死 假設(shè)該損壞時可探測的:利用磁盤本身查錯功 器在系 時丟examples:mainmemory,cache非易失 器即使系 ，仍保持?jǐn)?shù)examples:disk,tape,flashnon-volatile(batterybackedup) 器假設(shè)的一 狀態(tài)，可克服