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news 2025/7/4 13:08:59

銅仁住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局網(wǎng)站,網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)推廣,寧波做網(wǎng)站seo,網(wǎng)站傭金怎么做憑證以下課程來(lái)源于MOOC學(xué)習(xí)—原課程請(qǐng)見：數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用考研復(fù)習(xí) DBMS保證系統(tǒng)中一切事務(wù)的原子性、一致性、隔離性和持續(xù)性 DBMS必須對(duì)事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障進(jìn)行恢復(fù) 恢復(fù)中最經(jīng)常使用的技術(shù)：數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和登記日志文件恢復(fù)的基本原理&#…

以下課程來(lái)源于MOOC學(xué)習(xí)—原課程請(qǐng)見：數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用
考研復(fù)習(xí)

DBMS保證系統(tǒng)中一切事務(wù)的原子性、一致性、隔離性和持續(xù)性

DBMS必須對(duì)事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障進(jìn)行恢復(fù)

恢復(fù)中最經(jīng)常使用的技術(shù)：數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)和登記日志文件

恢復(fù)的基本原理：利用存儲(chǔ)在后備副本、日志文件和數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像中的冗余數(shù)據(jù)來(lái)重建數(shù)據(jù)庫(kù)

常用恢復(fù)技術(shù)

事務(wù)故障的恢復(fù)（UNDO）

系統(tǒng)故障的恢復(fù)（UNDO + REDO）

介質(zhì)故障的恢復(fù)（重裝備份并恢復(fù)到一致性狀態(tài) + REDO）

提高恢復(fù)效率的技術(shù) 檢查點(diǎn)技術(shù)（

?可以提高系統(tǒng)故障的恢復(fù)效率

?可以在一定程度上提高利用動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)備份進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)的效率）

鏡像技術(shù)（鏡像技術(shù)可以改善介質(zhì)故障的恢復(fù)效率）

事務(wù)

定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列，這些操作要么全做，要不都不做，不可分割

當(dāng)多條SQL語(yǔ)句必須當(dāng)作一個(gè)整體執(zhí)行才能實(shí)現(xiàn)它的功能時(shí)，需要定義一個(gè)事務(wù)

目的：維護(hù)企業(yè)狀態(tài) 和數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致的與數(shù)據(jù)庫(kù)交互的程序

事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的邏輯工作單元

定義事務(wù)

begin transaction

? sql 語(yǔ)句序列

commit #提交事務(wù)，事務(wù)中所有操作均成功執(zhí)行

rollback #回滾事務(wù)，事務(wù)夭折，不能繼續(xù)執(zhí)行，已經(jīng)執(zhí)行的更新操作撤銷，恢復(fù)至原先狀態(tài)

begin  transactionupdate accounts set bal=bal-100 where accno='A'update accounts set bal=bal+100 where accno='b'//轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)
commit
//只有兩種結(jié)果：要么提交；要么回滾

事務(wù)特性ACID

原子性：Atomicity

事務(wù)所有數(shù)據(jù)庫(kù)操作不可分割
所有操作要么都執(zhí)行完；要么沒(méi)有執(zhí)行

一致性：Consistency

數(shù)據(jù)庫(kù)的當(dāng)前實(shí)例狀態(tài)也是數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)
用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作 是從一個(gè)狀態(tài) 到另一個(gè)狀態(tài)
數(shù)據(jù)庫(kù)初始狀態(tài)是一致的
滿足數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性約束；反映用戶對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作
應(yīng)用程序員的基本職責(zé)；維護(hù)企業(yè)狀態(tài) 和數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)一致

隔離性：Isolation

多用戶的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 允許多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行
提高系統(tǒng)事務(wù)吞吐量，減少事務(wù)等待時(shí)間
并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)中的數(shù)據(jù)庫(kù) 操作可能會(huì)交錯(cuò)執(zhí)行，可能會(huì)對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象操作
隔離性就是指：一個(gè)事務(wù)正常執(zhí)行而不被來(lái)自并發(fā)執(zhí)行的數(shù)據(jù)庫(kù)操作干擾，例如12306搶票

比如：若在并發(fā)執(zhí)行的一個(gè)事務(wù)中，同一個(gè)查詢的兩次查詢結(jié)果不一樣，請(qǐng)問(wèn)是由于事務(wù)沒(méi)有保持什么特性造成的？

持久性：Durability

事務(wù)一旦提交，事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作 永久保持在數(shù)據(jù)庫(kù)（銀行存錢的數(shù)據(jù)不能因?yàn)橥ｋ姏](méi)）

恢復(fù)機(jī)制

對(duì)發(fā)生故障后，對(duì)已經(jīng)成功的結(jié)果進(jìn)行恢復(fù)，保持原子性和持久性

故障類型及原因

1.事務(wù)故障：執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致事務(wù)夭折

內(nèi)部錯(cuò)誤：事物內(nèi)部操作受限【違反完整性約束，訪問(wèn)不到數(shù)據(jù)，運(yùn)算溢出】
系統(tǒng)錯(cuò)誤：
破壞原子性

2.系統(tǒng)故障

造成系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的事件等，比如CPU故障，DBMS代碼錯(cuò)誤，操作系統(tǒng)故障
容易造成存儲(chǔ)器內(nèi)容丟失
破壞原子性，破壞持久性（已經(jīng)更新的結(jié)果可能還在緩沖區(qū)未寫入磁盤）

3.介質(zhì)故障：使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì) 完全毀壞的硬故障

比如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器毀壞，瞬時(shí)磁場(chǎng)干擾，磁頭碰撞損壞，等

破壞持久性（已經(jīng)更新的結(jié)果不能持久寫入磁盤中）

4.不一致錯(cuò)誤

竊取/不強(qiáng)制的緩沖區(qū)管理策略【緩沖器置換算法比如LRU】

1.為了從磁盤上輸入事務(wù)B 所需要的數(shù)據(jù)放到內(nèi)存，需要先將未提交的事務(wù)A所處理的數(shù)據(jù)輸出到磁盤上，以騰出空間給B，即B竊取A的空間

2.事務(wù)提交狗，更新結(jié)果沒(méi)有及時(shí)到磁盤上，即不強(qiáng)制的執(zhí)行output操作

? 竊取/不強(qiáng)制的緩沖區(qū)管理策略導(dǎo)致：

1.事務(wù)提交之前，部分執(zhí)行結(jié)果可能已經(jīng)被更新到數(shù)據(jù)庫(kù)中

2.事務(wù)提交后，事務(wù)執(zhí)行結(jié)果并沒(méi)有立即更新到磁盤中

破壞事務(wù)的原子性和持久性、

問(wèn)：如果緩沖區(qū)管理器不采用課件里的竊取/不強(qiáng)制的管理策略，而采用延遲更新策略，即直到事務(wù)提交，更新結(jié)果才會(huì)被寫到數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么發(fā)生故障后，系統(tǒng)中不一致錯(cuò)誤狀態(tài)表現(xiàn)是什么？

答：已提交的事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新結(jié)果有一部分甚至全部還在緩沖區(qū)中，尚未寫到磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)中，破壞了事務(wù)的持久性?；蛘咭烟峤坏氖聞?wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新結(jié)果不能持久的保存在磁盤上，破壞了事務(wù)的持久性

問(wèn)：更新日志記錄：如果緩沖區(qū)管理器不采用課件里的竊取/不強(qiáng)制的管理策略，而采用延遲更新策略，即直到事務(wù)提交，更新結(jié)果才會(huì)被寫到數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么更新日志記錄里是否仍需要包括更新前的值？

答：不需要，如果磁盤上的數(shù)據(jù)庫(kù)中有更新后的值，說(shuō)明事物已成功提交，因此在恢復(fù)時(shí)不需要做UNDO操作，也不需要存儲(chǔ)更新前的值

恢復(fù)策略

日志

每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)一個(gè)日志，記錄所有事務(wù)對(duì)該數(shù)據(jù)更新操作

格式：1. 以記錄為單位的日志文件（事務(wù)標(biāo)識(shí)，操作類型，操作對(duì)象，更新前數(shù)據(jù)的舊值，更新后數(shù)據(jù)的新值）；

? 2.以數(shù)據(jù)表為單位的日志文件（事務(wù)標(biāo)識(shí)，被更新的數(shù)據(jù)塊）

內(nèi)容：1 各個(gè)事務(wù)的開始標(biāo)記；2 各個(gè)事務(wù)的結(jié)束標(biāo)記；3 各個(gè)事務(wù)所有的更新操作

作用：1 進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù)；2 進(jìn)行系統(tǒng)故障恢復(fù)；3 協(xié)助后備副本進(jìn)行介質(zhì)故障恢復(fù)

注：日志記錄的登記社會(huì)魂虛必須嚴(yán)格按照各個(gè)事務(wù)的操作執(zhí)行的先后

注：更新之前，需要將日志記錄先寫入

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)

轉(zhuǎn)儲(chǔ)是指DBA將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)制到磁帶或另一個(gè)磁盤上保存起來(lái)的過(guò)程，

備用的數(shù)據(jù)成為后備副本或后援副本

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的使用

數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞后可以將后備副本重新裝入；重裝后備副本只能將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)的狀態(tài)

轉(zhuǎn)儲(chǔ)方法

1.靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)

系統(tǒng)中無(wú)運(yùn)行事務(wù)時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作；轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間不允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作
轉(zhuǎn)儲(chǔ)開始時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)處于一致性狀態(tài)
得到的一定是一個(gè)數(shù)據(jù)一致性的副本

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)：1.降低了數(shù)據(jù)庫(kù)的可用性 2.轉(zhuǎn)儲(chǔ)必須等待正運(yùn)行的用戶事務(wù)結(jié)束 3.新的事務(wù)必須等轉(zhuǎn)儲(chǔ)結(jié)束

2.動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)

轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作與用戶并發(fā)進(jìn)行
轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取或修改

優(yōu)點(diǎn)：1.不用等待正在進(jìn)行的事務(wù)結(jié)束 2.轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行存取或修改

缺點(diǎn)：不能保證副本中的數(shù)據(jù)正確有效

**動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)進(jìn)行故障恢復(fù)，**需要把動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)期間各事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改活動(dòng)登記下來(lái)，建立日志文件；后備副本加上日志文件才能把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到某一時(shí)刻的正確狀態(tài)

海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：每次轉(zhuǎn)儲(chǔ)全部數(shù)據(jù)庫(kù)，又稱完全轉(zhuǎn)儲(chǔ)

增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)：只轉(zhuǎn)儲(chǔ)上次轉(zhuǎn)儲(chǔ)之后，更新過(guò)的數(shù)據(jù)

海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)與增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)的比較

1.從恢復(fù)角度看，使用海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)得到的后備副本進(jìn)行恢復(fù)往往更方便

2.如果數(shù)據(jù)庫(kù)很大，事務(wù)處理又十分頻繁，則增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)更有效

利用靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)副本和日志文件進(jìn)行恢復(fù)

對(duì)上圖進(jìn)行說(shuō)明：

系統(tǒng)在Ta時(shí)刻停止運(yùn)行事務(wù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)
在Tb時(shí)刻轉(zhuǎn)儲(chǔ)完畢，得到Tb時(shí)刻的數(shù)據(jù)庫(kù)一致性副本
系統(tǒng)運(yùn)行到Tf時(shí)刻發(fā)生故障
為恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)，首先由DBA重裝數(shù)據(jù)庫(kù)后備副本，將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到Tb時(shí)刻的狀態(tài)
重新運(yùn)行自Tb~Tf時(shí)刻的所有更新事務(wù)，把數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的一致狀態(tài)

數(shù)據(jù)的不一致錯(cuò)誤導(dǎo)致

夭折的事務(wù) 部分執(zhí)行結(jié)果已經(jīng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)；需要撤銷
已經(jīng)提交的事務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新結(jié)果可能有一部分甚至全部還在緩沖區(qū)中，尚未寫入磁盤；需要執(zhí)行

撤銷事務(wù)UNDO

利用日志撤銷事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新**，更新前舊值寫回**
保持事務(wù)原子性，事務(wù)以rollback方式結(jié)束

重做事務(wù)REDO

利用日志對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新，更新后的新值寫入
保持事務(wù)持久性，事務(wù)以commit方式結(jié)束

事務(wù)故障后恢復(fù)UNDO

事務(wù)故障：事務(wù)運(yùn)行至正常終止點(diǎn)前被終止

恢復(fù)方法：由恢復(fù)子系統(tǒng)利用日志文件撤銷（UNDO）此事務(wù)已對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的修改

注：事務(wù)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)自動(dòng)完成，對(duì)用戶是透明的，不需要用戶干預(yù)

恢復(fù)步驟

**反向掃描文件日志（**從后往前掃描），查找該事務(wù)的更新操作
對(duì)該事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù)
繼續(xù)反向掃描日志文件，查找該事務(wù)的其他更新操作，并做同樣處理。
如此處理下去，直至讀到此事務(wù)的開始標(biāo)記，事務(wù)故障恢復(fù)就完成了。

系統(tǒng)故障后恢復(fù)UNDO+REDO

系統(tǒng)故障：

未完成事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新已寫入數(shù)據(jù)庫(kù)
已提交事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更新還留在緩存區(qū)沒(méi)來(lái)得及寫入數(shù)據(jù)庫(kù)

恢復(fù)方法：

UNDO故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù)
Redo已完成的事務(wù)

注：系統(tǒng)故障的恢復(fù)由系統(tǒng)在重新啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)完成，不需要用戶干預(yù)

恢復(fù)步驟：

正向掃描日志文件（1.將在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)加入重做（REDO）隊(duì)列，這些事務(wù)既有begin transaction記錄，也有commit記錄；2.將在故障發(fā)生時(shí)未完成的事務(wù)加入撤銷（Undo）隊(duì)列，這些事務(wù)中只有begin transaction記錄，無(wú)相應(yīng)的commit記錄）
對(duì)撤銷（Undo）隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行撤銷（Undo）處理（1.反向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)undo事務(wù)的更新操作進(jìn)行逆操作；2.將日志記錄中“更新前的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù)）
對(duì)重做（Redo）隊(duì)列事務(wù)進(jìn)行重做（Redo）處理（1.正向掃描日志文件，對(duì)每個(gè)REDO事務(wù)重新執(zhí)行登記的操作；2.將日志記錄中“更新后的值”寫入數(shù)據(jù)庫(kù)）

介質(zhì)故障后恢復(fù)[需要DBA]

重裝數(shù)據(jù)庫(kù)
重做已完成的事務(wù)

具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)

解決問(wèn)題：

搜索整個(gè)日志將耗費(fèi)大量的時(shí)間
REDO處理：重新執(zhí)行，浪費(fèi)了大量時(shí)間

解決方法：

在日志文件中增加檢查點(diǎn)記錄
增加重新開始文件
恢復(fù)子系統(tǒng)在登錄日志文件期間動(dòng)態(tài)地維護(hù)日志

建立檢查點(diǎn)：

恢復(fù)子系統(tǒng)可以定期或不定期地建立檢查點(diǎn),保存數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)

定期：按照預(yù)定的一個(gè)時(shí)間間隔，如每隔一小時(shí)建立一個(gè)檢查點(diǎn)
不定期：按照某種規(guī)則，如日志文件已寫滿一半建立一個(gè)檢查點(diǎn)

恢復(fù)：

T1：在檢查點(diǎn)之前提交

T2：在檢查點(diǎn)之前開始執(zhí)行，在檢查點(diǎn)之后故障點(diǎn)之前提交

T3：在檢查點(diǎn)之前開始執(zhí)行，在故障點(diǎn)時(shí)還未完成

T4：在檢查點(diǎn)之后開始執(zhí)行，在故障點(diǎn)之前提交

T5：在檢查點(diǎn)之后開始執(zhí)行，在故障點(diǎn)時(shí)還未完成

利用檢查點(diǎn)的恢復(fù)步驟

從重新開始文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄在日志文件中的地址，由該地址在日志文件中找到最后一個(gè)檢查點(diǎn)記錄
由該檢查點(diǎn)記錄得到檢查點(diǎn)建立時(shí)刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單ACTIVE-LIST
1. 建立兩個(gè)事務(wù)隊(duì)列
  - UNDO-LIST
  - REDO-LIST
2. 把ACTIVE-LIST暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列，REDO隊(duì)列暫為空。
從檢查點(diǎn)開始正向掃描日志文件，直到日志文件結(jié)束
1. 如有新開始的事務(wù)Ti，把Ti暫時(shí)放入U(xiǎn)NDO-LIST隊(duì)列
2. 如有提交的事務(wù)Tj，把Tj從UNDO-LIST隊(duì)列移到REDO-LIST隊(duì)列
對(duì)UNDO-LIST中的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行UNDO操作
對(duì)REDO-LIST中的每個(gè)事務(wù)執(zhí)行REDO操作

數(shù)據(jù)鏡像[補(bǔ)充]

數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像

DBMS自動(dòng)把整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)或其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到另一個(gè)磁盤上
DBMS自動(dòng)保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性，每當(dāng)主數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)，DBMS自動(dòng)把更新后的數(shù)據(jù)復(fù)制過(guò)去，如圖

出現(xiàn)介質(zhì)故障時(shí)

可由鏡像磁盤繼續(xù)提供使用
同時(shí)DBMS自動(dòng)利用鏡像磁盤數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)
不需要關(guān)閉系統(tǒng)和重裝數(shù)據(jù)庫(kù)副本

沒(méi)有出現(xiàn)故障時(shí)

可用于并發(fā)操作
一個(gè)用戶對(duì)數(shù)據(jù)加排他鎖修改數(shù)據(jù)，其他用戶可以讀鏡像數(shù)據(jù)庫(kù)上的數(shù)據(jù)，而不必等待該用戶釋放鎖

問(wèn)：系統(tǒng)故障的恢復(fù)

如果緩沖區(qū)管理器不采用課件里的竊取/不強(qiáng)制的管理策略，而采用延遲更新策略，即直到事務(wù)提交，更新結(jié)果才會(huì)被寫到數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么發(fā)生系統(tǒng)故障后，如何進(jìn)行恢復(fù)？

答：已提交的事務(wù)用REDO，未提交的事務(wù)用UNDO

并發(fā)控制

多個(gè)事務(wù)如何一起執(zhí)行呢？

事務(wù)串行執(zhí)行：每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)事務(wù)運(yùn)行，其他事務(wù)必須等到這個(gè)事務(wù)結(jié)束后方能運(yùn)行。（事務(wù)一個(gè)接一個(gè)的運(yùn)行）
交叉并發(fā)方式：在單處理機(jī)系統(tǒng)中，并行事務(wù)并行操作輪流交叉運(yùn)行。這種并行執(zhí)行方式稱為交叉并發(fā)方式。
同時(shí)并方式：在多處理機(jī)系統(tǒng)中，每個(gè)處理機(jī)可以運(yùn)行一個(gè)事務(wù)，多個(gè)處理機(jī)可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)事務(wù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)事務(wù)真正的并行運(yùn)行，這種并行執(zhí)行方式稱為同時(shí)并發(fā)方式。

事務(wù)是并發(fā)控制的基本單位，如果不考慮隔離性，會(huì)發(fā)生什么事呢？

丟失數(shù)據(jù)：兩個(gè)事務(wù)T1、T2同時(shí)讀入同一數(shù)據(jù)并修改，T2提交的結(jié)果破壞了T1提交的結(jié)果，導(dǎo)致T1的修改被丟失

不可重復(fù)讀：對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)中的某個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)事務(wù)范圍內(nèi)的多次查詢卻返回了不同的結(jié)果，這是由于在查詢過(guò)程中，數(shù)據(jù)被另外一個(gè)事務(wù)修改并提交了。

臟讀：一個(gè)事務(wù)在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中，讀取到另一個(gè)為提交事務(wù)的數(shù)據(jù)。

注意：不可重復(fù)讀和臟讀的區(qū)別是，臟讀讀取到的是一個(gè)未提交的數(shù)據(jù)，而不可重復(fù)讀讀取到的是前一個(gè)事務(wù)提交的數(shù)據(jù)。

注意：而不可重復(fù)讀在一些情況也并不影響數(shù)據(jù)的正確性，比如需要多次查詢的數(shù)據(jù)也是要以最后一次查詢到的數(shù)據(jù)為主。

注意：丟失數(shù)據(jù)和不可重復(fù)讀都是讀取了另一條已經(jīng)提交的事務(wù)（這點(diǎn)就臟讀不同），所不同的是不可重復(fù)讀查詢的都是同一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，而丟失數(shù)據(jù)針對(duì)的是一批數(shù)據(jù)整體（比如數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)）。

不可重復(fù)讀和幻讀是初學(xué)者不易分清的概念，我也是看了詳細(xì)的解讀才明白的，總的來(lái)說(shuō)，解決不可重復(fù)讀的方法是鎖行，解決丟失數(shù)據(jù)的方式是鎖表。

1. 丟失數(shù)據(jù)，幻讀（W-W）

兩個(gè)事務(wù)T1、T2同時(shí)讀入同一數(shù)據(jù)并修改，T2提交的結(jié)果破壞了T1提交的結(jié)果，導(dǎo)致T1的修改被丟失

2.不可重復(fù)讀（R-W）

事務(wù)T1讀取某一個(gè)數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2執(zhí)行更新操作，使T1無(wú)法再現(xiàn)前一次讀取結(jié)果，包括三種情況：

⑴. T2執(zhí)行修改操作，T1再次讀數(shù)據(jù)時(shí)，得到與前一次不同的值

⑵. T2執(zhí)行刪除操作，T1再次讀數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些記錄神秘的消失了

⑶. T2執(zhí)行插入操作，T1再次讀數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)多了一些記錄

(2)(3)發(fā)生的不可重復(fù)讀有時(shí)也稱為幻影現(xiàn)象。

3. 讀“臟”數(shù)據(jù)（W-R）

? 事務(wù)T1修改某一數(shù)據(jù)并將其寫回磁盤，事務(wù)T2讀取同一數(shù)據(jù)后，T1由于某種原因被撤銷，這時(shí)被T1修改過(guò)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原值，T2讀到的數(shù)據(jù)就與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不一致，則T2讀到的數(shù)據(jù)就為“臟”數(shù)據(jù)，即不正確的數(shù)據(jù)。

如何避免發(fā)生這種數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象？——DBMS必須提供并發(fā)控制機(jī)制

并發(fā)控制機(jī)制的任務(wù)：對(duì)并發(fā)操作進(jìn)行正確調(diào)度、保證事務(wù)的隔離性、保證數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性。

并發(fā)控制的主要技術(shù)有:封鎖、時(shí)間戳、樂(lè)觀控制法、多版本并發(fā)控制。

問(wèn)：數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題：對(duì)于“更新丟失”、“臟讀”和“不可重復(fù)讀”三種數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題，認(rèn)為哪種是絕不允許發(fā)生的？給出理由。

答：應(yīng)該絕不允許“更新丟失”發(fā)生，因?yàn)椤芭K讀”和“不可重復(fù)讀”的后果雖然有時(shí)很嚴(yán)重，但有時(shí)也是無(wú)關(guān)緊要的，可以通過(guò)控制事務(wù)的隔離級(jí)別來(lái)避免，但是“更新丟失”一旦發(fā)生，后面所有需要對(duì)丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的事務(wù)都會(huì)受影響，必須重做或者利用數(shù)據(jù)備份來(lái)恢復(fù)。

封鎖技術(shù)

封鎖是實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的一個(gè)有效措施，那么什么是封鎖呢？

封鎖是事務(wù)T在對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象（例如表、記錄等操作時(shí)）。先向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，對(duì)其加鎖。加鎖后事務(wù)T就對(duì)該數(shù)據(jù)對(duì)象有了一定的控制，在事務(wù)T釋放它的鎖之前，其他事務(wù)不能更新此數(shù)據(jù)對(duì)象。

封鎖有哪些類型呢？

排他鎖：簡(jiǎn)稱X鎖（又稱寫鎖），若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上X鎖，則只允許T讀取和修改A，其他任何事務(wù)都不能再對(duì)A加任何鎖。直到T釋放A上的鎖。

共享鎖：簡(jiǎn)稱S鎖（又稱讀鎖），若事務(wù)T對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象A加上S鎖，則事務(wù)T可以讀A但不能修改A，其他事務(wù)只能再對(duì)A加S鎖，而不能加X(jué)鎖，直到T釋放A上的S鎖為止。

有了封鎖的類型，如何加鎖才能使并發(fā)操作不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致現(xiàn)象呢？

封鎖協(xié)議：約定了對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象何時(shí)申請(qǐng)X鎖或S鎖，持續(xù)時(shí)間、何時(shí)釋放等一系列規(guī)則。

三級(jí)封鎖見yaunwen

問(wèn)：封鎖技術(shù)實(shí)現(xiàn)沖突可串行化：封鎖技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)并發(fā)事務(wù)的沖突可串行化的？

答：封鎖技術(shù)通過(guò)在數(shù)據(jù)對(duì)象上維護(hù)“鎖”以防止非可串行化的行為?；阪i的并發(fā)控制的基本思想是:當(dāng)一個(gè)事務(wù)在對(duì)其需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)對(duì)象（例如關(guān)系、元組）進(jìn)行操作之前，先向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，獲得在它所訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象上的鎖，以防止其他事務(wù)幾乎在同一時(shí)間訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)并因此引入非可行化的可能。封鎖技術(shù)可實(shí)現(xiàn)沖突可串行化。

死鎖

封鎖會(huì)帶來(lái)哪些問(wèn)題呢？

活鎖：如果事務(wù)T1封鎖了數(shù)據(jù)R，事務(wù)T2又請(qǐng)求封鎖數(shù)據(jù)R，于是T2等待；T3也請(qǐng)求封鎖數(shù)據(jù)R，當(dāng)T1釋放了R上的鎖之后，系統(tǒng)首先批準(zhǔn)了T3的請(qǐng)求，T2任然等待；然后T4又請(qǐng)求封鎖R，當(dāng)T3釋放R上的鎖之后，系統(tǒng)又批準(zhǔn)了T4的請(qǐng)求……T2有可能永遠(yuǎn)等待，這就是活鎖的情況。

避免活鎖的簡(jiǎn)單方法是：采用先來(lái)先服務(wù)策略

死鎖：如果事務(wù)T1封鎖了數(shù)據(jù)R1，T2封鎖了數(shù)據(jù)R2，然后T1又請(qǐng)求封鎖R2，因T2封鎖了R2,

于是T1等待T2釋放R2上的鎖；接著T2又請(qǐng)求封鎖R1，因T1封鎖了R1，于是T2等待T1釋放R1上的鎖。這樣就出現(xiàn)了T1在等待T2,而T2又在等待T1，的局面，T1、T2兩個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)不能結(jié)束，形成死鎖

解決死鎖的方法：有兩種思路

預(yù)防死鎖的發(fā)生

① 一次封鎖法：一次性將所有要使用的數(shù)據(jù)全部加鎖，否則就不能繼續(xù)執(zhí)行

? 存在的問(wèn)題：擴(kuò)大了封鎖范圍，降低了系統(tǒng)的并發(fā)度；

② 順序封鎖法：預(yù)先對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象規(guī)定一個(gè)封鎖順序，所有事務(wù)都按照這個(gè)順序?qū)嵤┓怄i。

存在的問(wèn)題：

1.數(shù)據(jù)庫(kù)在動(dòng)態(tài)地不斷變化，要維護(hù)這樣的資源的封鎖順序非常困難，成本很高。

2.事務(wù)的封鎖請(qǐng)求可以隨著事務(wù)的執(zhí)行而動(dòng)態(tài)地決定，很難實(shí)現(xiàn)確定每一個(gè)事務(wù)要封鎖哪些對(duì)象，因此很難按規(guī)定的順序去施加封鎖。

死鎖的診斷與解除（普遍采用的方法）

① 超時(shí)法：如果一個(gè)事務(wù)的等待時(shí)間超過(guò)了規(guī)定的時(shí)限，就認(rèn)為發(fā)生了死鎖

存在的問(wèn)題：

1.時(shí)間設(shè)置太短，有可能誤判死鎖

? 2.時(shí)間設(shè)置太長(zhǎng)，死鎖發(fā)生后不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)

② 等待圖法：事務(wù)等待圖是一個(gè)有向圖G=（T,U），T為結(jié)點(diǎn)的集合，每個(gè)結(jié)點(diǎn)表示正在運(yùn)行的事務(wù)；U為邊的集合，表示事務(wù)等待情況，若事務(wù)T1等待T2，則在T1、T2之間畫一條有向邊，從T1指向T2。

? 事務(wù)等待圖動(dòng)態(tài)地反映了所有事務(wù)的等待情況。并發(fā)控制子系統(tǒng)周期性地（如每隔數(shù)秒）生成事務(wù)等待圖，并進(jìn)行檢測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)圖中存在回路，則表示系統(tǒng)中出現(xiàn)了死鎖。并發(fā)控制子系統(tǒng)一旦檢測(cè)到系統(tǒng)中存在死鎖，就要設(shè)法解除。通常采用的方法是選擇一個(gè)處理死鎖代價(jià)最小的事務(wù)，將其撤銷，釋放此事務(wù)持有的所有的鎖，使其他事務(wù)得以運(yùn)行下去

問(wèn)：“若事務(wù)等待圖出現(xiàn)環(huán)路，則該并發(fā)調(diào)度不是沖突可串行化的?！蹦阏J(rèn)為這個(gè)判斷是否正確？理由

答：不正確，事務(wù)等待圖出現(xiàn)環(huán)路表明系統(tǒng)中存在死鎖，即事務(wù)在申請(qǐng)數(shù)據(jù)對(duì)象上的鎖時(shí)互相等待，但這并不能說(shuō)明該并發(fā)調(diào)度不是和另一個(gè)串行調(diào)度沖突等價(jià)的

多粒度封鎖

封鎖的粒度：封鎖對(duì)象的大小

在一個(gè)系統(tǒng)中同時(shí)支持多種封鎖粒度供不同的事務(wù)選擇是比較理想的，這種方法稱為多粒度封鎖。

封鎖的對(duì)象有哪些？

物理單元：頁(yè)（數(shù)據(jù)頁(yè)或索引頁(yè)）、物理記錄等
邏輯單元：屬性值、屬性值的集合、元組、關(guān)系、索引項(xiàng)、整個(gè)索引、整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)

如何進(jìn)行封鎖的？

多粒度樹：根節(jié)點(diǎn)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，表示最大的數(shù)據(jù)粒度，葉節(jié)點(diǎn)表示最小的封鎖粒度。

多粒度封鎖協(xié)議

? 允許多粒度樹中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)被獨(dú)立的加鎖，對(duì)每一個(gè)結(jié)點(diǎn)加鎖（顯式封鎖）意味著這個(gè)結(jié)點(diǎn)的所有后裔結(jié)點(diǎn)也被加以同樣類型的鎖（隱式封鎖）。

對(duì)某個(gè)數(shù)據(jù)加鎖時(shí)，系統(tǒng)要檢查該數(shù)據(jù)對(duì)象上有無(wú)顯示封鎖與之沖突，同時(shí)還要上下檢查是否存在隱式封鎖，這樣的檢查效率太低，因此提出了——意向鎖

? 意向鎖：如果對(duì)一個(gè)結(jié)點(diǎn)加意向鎖，則說(shuō)明該結(jié)點(diǎn)的下層結(jié)點(diǎn)正在被加鎖；對(duì)任意一結(jié)點(diǎn)加鎖時(shí)，必須先歲它的上層結(jié)點(diǎn)加意向鎖。

意向鎖有哪些種類？

IS鎖（意向共享鎖）：如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IS鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬（意向）加S鎖。

IX鎖（意向排他鎖）：如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加IX鎖，表示它的后裔結(jié)點(diǎn)擬（意向）加X(jué)鎖。

SIX鎖（共享意向排他鎖）：如果對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象加SIX鎖，表示對(duì)它加S鎖，再加IX鎖，即SIX=S+IX。

申請(qǐng)封鎖時(shí)應(yīng)該按自上而下的次序進(jìn)行，釋放封鎖時(shí)應(yīng)該按自下而上的次序進(jìn)行

問(wèn)：基于DBMS提供的多粒度封鎖技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中，何時(shí)使用粗粒度鎖（如關(guān)系鎖），何時(shí)使用細(xì)粒度鎖（如元組鎖）？

答：需要處理少量元組的事務(wù)應(yīng)采用細(xì)粒度鎖，需要處理大量元組的事務(wù)應(yīng)采用粗粒度鎖細(xì)粒度鎖比粗粒度鎖有更好的并發(fā)度，但是開銷較大，并發(fā)控制管理器需要更多的空間來(lái)保持關(guān)于細(xì)粒度鎖的信息，選擇時(shí)需同時(shí)考慮等所開銷和并發(fā)度兩個(gè)因素

隔離級(jí)別

什么是事務(wù)的隔離性（Isolation）呢？

隔離性是指，多個(gè)用戶的并發(fā)事務(wù)訪問(wèn)同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，一個(gè)用戶的事務(wù)不應(yīng)該被其他用戶的事務(wù)干擾，多個(gè)并發(fā)事務(wù)之間要相互隔離。

四種事務(wù)隔離級(jí)別解決了上述問(wèn)題；大部分都適用中間兩種

讀未提交（Read uncommitted）：【隔離級(jí)別最低】**

此時(shí)select語(yǔ)句不加鎖?？赡茏x取到不一致的數(shù)據(jù)，即“讀臟 ”。并發(fā)最高，一致性最差。

讀已提交（Read committed）：【常用】

可避免臟讀的發(fā)生。在互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)量，高并發(fā)量的場(chǎng)景下，幾乎不會(huì)使用上述兩種隔離級(jí)別。

可重復(fù)讀（Repeatable read）：【常用】

MySql默認(rèn)隔離級(jí)別?？杀苊?臟讀、不可重復(fù)讀的發(fā)生。

串行化（Serializable ）：【隔離級(jí)別最高】

可避免臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀的發(fā)生；一致性最好的，但并發(fā)性最差的隔離級(jí)別。

? 當(dāng)然級(jí)別越高，執(zhí)行效率就越低。像 Serializable 這樣的級(jí)別，就是以鎖表的方式(類似于Java多線程中的鎖)使得其他的線程只能在鎖外等待，所以平時(shí)選用何種隔離級(jí)別應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況。

問(wèn)：默認(rèn)隔離級(jí)別的選擇：SQLSever 和Oracle都把默認(rèn)隔離級(jí)別設(shè)置為Read Committed(讀已提交)，MySQL把默認(rèn)隔離級(jí)別設(shè)置Repeatable Read(可重復(fù)讀），而不是設(shè)置為更高的或者更低隔離級(jí)別，你覺(jué)得這樣設(shè)置是基于什么考慮呢？

d）：【隔離級(jí)別最低】**

此時(shí)select語(yǔ)句不加鎖。可能讀取到不一致的數(shù)據(jù)，即“讀臟 ”。并發(fā)最高，一致性最差。