数据库事务与并发控制

"Transactions and Concurrency.pptx" 涉及的主题主要集中在数据库管理和并发控制，特别是事务处理和锁定机制。以下是对这些概念的详细解释： 事务（Transactions）是数据库操作的基本单元，它确保一组操作要么全部成功，要么全部回滚，以此保持数据的一致性和完整性。事务通常遵循四个基本属性，即ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）： 1. **原子性（Atomicity）**：事务中的所有操作被视为单个不可分割的操作，即使在部分完成时出现故障，整个事务也会被回滚。 2. **一致性（Consistency）**：事务完成后，数据库状态必须符合预定义的完整性约束，保证数据的有效性。 3. **隔离性（Isolation）**：事务在执行时彼此隔离，避免一个事务看到其他事务的中间状态。这通常通过锁定机制实现。 4. **持久性（Durability）**：一旦事务提交，其结果将永久保存，即使系统发生故障。 事务的边界可以通过显式或隐式设置。显式事务是通过编程语言中的特定命令开始和结束，而隐式事务则是在执行某些数据库操作时自动开启和结束。 **锁（Locks）与阻塞（Blocking）**是数据库管理系统实现隔离性的关键工具。SQL Server使用不同类型的锁来管理数据访问，包括： - **排他锁（Exclusive Locks）**：不允许其他事务读取或写入受锁资源。 - **共享锁（Shared Locks）**：允许多个事务读取资源，但不允许写入。 - **更新锁（Update Locks）**：在读取并可能更新资源时使用，防止其他事务同时修改。 - **意向锁（Intent Locks）**：表示事务对更大范围资源的锁定意图，如意向共享锁和意向排他锁。 锁的兼容性决定了哪些事务可以并行执行，哪些会因资源冲突而被阻塞。例如，排他锁与任何其他类型的锁都不兼容，而共享锁只与共享锁和意向锁兼容。 **锁的升级（Lock Escalation）**是SQL Server 2008引入的一个优化策略，当数据库系统发现大量细粒度锁（如行级锁）存在时，为减少锁管理开销，会将这些锁升级到更粗粒度的锁（如表级锁）。但这可能导致更多的阻塞。 **锁定资源类型**包括行、页、对象（如表）、数据库，甚至更复杂的结构。SQL Server会根据需要在细粒度和粗粒度锁之间进行转换，以平衡并发性能和资源竞争。 **解决阻塞问题**是数据库管理员的重要任务。当一个事务持有某资源的锁，另一个事务请求不兼容的锁时，就会发生阻塞。此时，可以通过监控和分析锁等待，优化事务设计，或者调整隔离级别来缓解问题。 **并发控制（Concurrency Control）**方法除了锁定之外，还包括多版本并发控制（MVCC）和读已提交（Read Committed）、可重复读（Repeatable Read）、串行化（Serializable）等不同的隔离级别。不同的隔离级别在防止脏读、不可重复读和幻读方面有不同的效果，可以根据应用需求选择合适的级别。 总结来说，"Transactions and Concurrency" 主要关注如何在多用户环境中确保数据的正确性和一致性，以及如何有效地管理数据库的并发访问。理解事务和锁的概念，以及它们在SQL Server中的实现，对于数据库管理员和开发人员来说至关重要。