《数据库事务管理》课件

数据库事务管理数据库事务管理是数据库系统中不可或缺的一部分，确保数据的一致性和完整性事务管理机制保证多个用户并发访问数据库时，每个用户的数据操作都如同在独立的环境中进行by什么是事务事务是数据库管理系统（DBMS）执行的逻辑工作单元事务用于保证数据的一致性它保证了数据库中数据的完整性，并提供一种机制来防止数据被破坏事务是一系列操作的集合，要么全部成功，要么全部失败事务可以用来完成多个操作，例如，插入、更新、删除数据事务的特性ACID原子性一致性隔离性持久性事务是一个不可分割的最小工事务执行前和执行后，数据库多个事务并发执行时，彼此之事务提交后，其修改结果永久作单元，其组成操作要么全部必须处于一致性状态，保证数间互相隔离，互不影响保存在数据库中，不会因系统成功，要么全部失败据完整性故障而丢失事务的隔离级别读未提交读已提交可重复读串行化允许脏读，一个事务可以读取禁止脏读，一个事务只能读取禁止不可重复读，一个事务多禁止幻读，一个事务在读取数另一个事务尚未提交的数据其他事务已提交的数据次读取相同的数据，结果都相据后，其他事务插入或删除数同据，该事务再次读取数据结果不变事务的实现提交1将事务中的所有更改持久化到数据库回滚2撤销事务中的所有更改日志记录3记录所有事务操作数据库通常采用日志记录机制来实现事务事务开始时，数据库系统会将所有操作记录到日志文件中事务提交时，数据库系统会将日志文件写入磁盘，并更新数据文件事务回滚时，数据库系统会根据日志文件将数据恢复到事务开始时的状态事务管理的基本流程开始事务通过BEGIN TRANSACTION语句开启一个事务，标志着事务处理的开始执行操作在事务中执行一系列数据库操作，例如插入、更新、删除等提交事务如果所有操作成功，通过COMMIT语句提交事务，将所有操作永久写入数据库回滚事务如果操作失败或出现错误，通过ROLLBACK语句回滚事务，撤销所有已执行的操作，保证数据的一致性如何开启事务开始事务1使用数据库提供的命令或语句，例如BEGIN TRANSACTION或START TRANSACTION设置事务隔离级别2选择合适的隔离级别，例如READ COMMITTED、REPEATABLE READ或SERIALIZABLE，以满足应用程序的需要设定事务属性3根据需要配置事务的属性，例如是否自动提交、读未提交数据等如何提交事务检查1检查事务中所有操作是否成功完成更新2将事务中修改的数据持久化到数据库释放3释放事务过程中持有的锁事务提交后，数据库中所有更改将永久生效提交操作通常由应用程序执行，并使用诸如commit或end transaction之类的语句完成如何回滚事务123回滚定义回滚机制回滚目的事务回滚是指将数据库恢复到事务开始数据库系统使用事务日志来记录事务执保证数据的一致性和完整性，防止错误之前的状态，撤销所有已完成的操作行的步骤，回滚时会根据日志反向执行操作导致的数据丢失操作事务并发控制并发访问确保一致性

1.

2.12多个事务同时访问同一数据，可能导致数据不一致并发控制机制确保事务执行完后数据保持一致性提高效率锁机制

3.

4.34允许多个事务同时访问，提高数据库效率通过锁定数据资源，防止冲突死锁什么是死锁死锁的危害死锁的产生条件多个事务互相等待对方释放资源，导致导致系统性能下降，甚至完全停止运行互斥条件、占有并等待条件、不可剥夺所有事务都无法继续执行，称为死锁，需要人工干预解决条件、循环等待条件死锁的检测和处理死锁检测数据库管理系统DBMS可以通过定期检查所有锁定的资源，查看是否存在循环依赖，从而检测到死锁超时机制当一个事务等待锁定的资源超过预设的时间限制时，DBMS会自动将其回滚，释放资源，避免长时间的等待死锁预防采取措施来避免死锁的发生，例如使用锁顺序协议或锁定级别控制死锁恢复一旦检测到死锁，DBMS可以选择回滚一个或多个事务来释放资源，并允许其他事务继续执行锁的类型共享锁排他锁

1.

2.12允许多个事务同时读取数据，但不能修改数据只允许一个事务访问数据，其他事务无法访问意向锁行锁

3.

4.34用于表明一个事务意图获取共享锁或排他锁锁定数据表中的特定行，提高并发性能共享锁和排他锁共享锁排他锁多个事务可以同时获取共享锁，但只能读取数据，不能修改数据只能由一个事务获取，获得排他锁的事务可以读取和修改数据意向锁意向锁简介意向锁的类型意向锁是一种特殊的锁类型，用于在进行数据操作之前，先获取意向锁分为意向共享锁（IS）和意向排他锁（IX）意向锁，表明即将对某个数据范围进行访问IS表示即将获取共享锁，IX表示即将获取排他锁意向锁可以帮助提高并发性能，减少死锁的发生行锁和表锁行锁表锁行锁锁定数据库中的一行数据表锁锁定整个数据库表，其他用在数据库操作时，只锁定要操作户无法访问该表表锁简单易行的行，其他行不受影响行锁可，但会降低并发性能，尤其在大以提高并发性能，但需要更复杂量数据操作时的锁管理机制行锁和表锁的比较选择行锁或表锁需要权衡并发性能和管理复杂度对于频繁更新操作，行锁可以提高并发效率；对于读取操作，表锁可以简化锁管理死锁预防措施时间戳排序资源层次排序每个事务分配一个唯一的时间戳，事务请求资将系统中的资源按层次排序，事务请求资源时源时，需要检查时间戳是否满足顺序关系避，必须按照层次顺序进行请求例如，先请求免时间戳较小的事务等待时间戳较大的事务，磁盘空间，然后再请求内存从而导致死锁锁顺序协议死锁检测和解除事务请求资源时，必须按照预定的顺序进行加定期检测系统中是否存在死锁，并采取措施解锁例如，先请求表锁，然后再请求行锁除死锁，例如，回滚部分事务乐观并发控制乐观并发控制乐观并发控制（OCC）是一种并发控制方法它假设冲突很少发生，并只在提交事务时检查是否发生冲突OCC通过读取数据后，在提交事务时才进行加锁，如果冲突，则进行回滚重试这可以提高并发性能，但需要谨慎管理悲观并发控制锁定资源提前锁定悲观并发控制是一种对数据进行为了防止数据被意外修改，悲观保护的机制，它假设多个事务可并发控制会在事务开始时锁定所能同时访问相同的资源有可能需要访问的资源阻止冲突性能影响当一个事务持有锁时，其他事务由于锁定机制，悲观并发控制可无法访问被锁定的资源，从而避能会降低系统的性能，因为它会免了并发冲突增加等待锁的时间资源超时控制设置超时时间自动释放资源错误处理为数据库操作设置超时时间限制，防止资源当操作超时时，系统会自动释放被占用的资如果操作超时，系统会发出相应的错误提示长时间被占用，影响其他事务的执行源，避免死锁或资源耗尽问题，方便用户进行排查和处理事务日志记录事务操作恢复数据事务日志记录了数据库中的所有事务操作，包括数据修改、插在发生故障或错误时，事务日志可以用来恢复数据库到一致状入、删除等态保证一致性记录信息事务日志是保证数据一致性和完整性的重要机制之一日志信息包括事务ID、操作类型、操作数据等日志管理记录事务操作恢复数据性能分析记录所有事务的操作，包括读、写、提交和如果数据库出现故障，可以通过日志文件还通过分析日志文件，可以了解数据库的性能回滚等操作原数据到故障发生前的状态，发现瓶颈并优化数据库性能恢复和备份恢复1还原数据库至一致状态备份2创建数据库副本策略3定期备份，保证数据安全恢复和备份是数据库管理的重要环节，两者相辅相成备份可以用于恢复意外数据丢失，而恢复则是利用备份还原数据库，保证数据安全物理备份数据库完整副本数据一致性物理备份创建数据库完整副本，物理备份确保数据一致性，还原包括数据文件和日志文件时可恢复到备份时状态恢复速度快备份空间占用大物理备份恢复速度快，适合大规物理备份需要大量存储空间，备模数据恢复份过程可能耗时逻辑备份逻辑备份逻辑备份通常用于备份重要的数据库数据，例如客户信息、财务数据等它可以用于恢复数据库数据，但在恢复时需要重新创建逻辑备份数据库结构逻辑备份只备份数据库中的数据，不备份数据库结构它通常以文本文件或数据文件形式存储增量备份只备份上次完整备份或增量备份之后修改的数据备份时间短，恢复时间长适合经常更新的数据库，可以节省备份时间备份计划评估数据量1数据量大小决定备份时间和空间制定备份频率2根据业务需求和数据重要性制定合理的备份频率选择备份策略3全量备份、增量备份和差异备份等策略选择备份目标存储4选择合适的备份存储设备，确保数据安全性和可恢复性备份计划是数据库管理中至关重要的环节，制定合理的备份计划可以有效保障数据安全，避免数据丢失带来的巨大损失基于日志的恢复日志回放1从最后一个检查点开始，回放所有已提交的事务日志记录重做2对于已提交的事务，重做所有未完成的操作，将数据库状态恢复到事务提交时的状态撤销3对于未提交的事务，撤销所有已完成的操作，将数据库状态恢复到事务开始时的状态基于备份的恢复基于备份的恢复是指利用数据库备份文件进行恢复数据的一种方式备份文件1数据库备份文件保存了数据库中的数据和结构恢复工具2使用数据库管理系统提供的恢复工具恢复操作3恢复数据库到指定时间点或版本这种方式通常适用于数据丢失或数据库损坏的情况，恢复速度较慢，但可以保证数据完整性总结与展望数据库事务管理安全与隐私性能优化未来发展数据库事务管理是数据库管理数据库事务管理对于保障数据优化事务管理机制可以提升数随着云计算、大数据等技术的系统的核心功能之一库安全和数据隐私至关重要据库性能，提高数据处理效率不断发展，数据库事务管理将更加复杂和多样化。