+ +

数据库的控制功能主要指对数据库中数据的管理和维护，确保数据的安全性、完整性和一致性。数据库控制功能主要包括：并发控制、性能优化、完整性约束、以及备份与恢复。

+

一、并发控制

1. 事务

DBMS 运行的基本工作单位是事务，事务是用户定义的一个数据库读写操作序列，这些操作序列要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位。

+

事务具有以下四个基本特性，通常被称为ACID 特性：

+
    +
  • 原子性（Atomicity）：事务中的所有操作是一个不可分割的整体，要么全部完成，要么全部不完成，不能部分地完成。一旦某一步执行失败，就会全部回滚到初始状态。
    • +
  • 一致性（Consistency）：事务必须使数据库从一个一致性状态转换到另一个一致性状态。这意味着事务执行过程中和执行结束后，数据库中的数据必须满足所有预定义的规则和约束。
    • +
  • 隔离性（Isolation）：一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的事务之间不会相互影响。多个事务并发运行，但看上去像串行调度执行一样。
    • +
  • 持久性（Durability）：一旦事务被提交，它对数据库的修改就是永久性的，即使系统发生故障也不会丢失。
    • +
+ + +

一致性是事务 ACID 四大特性中最重要的属性，而 原子性、隔离性和持久性，都是作为保障一致性的手段。

+

2. 数据不一致

如果数据不一致，那么在并发“读 - 写”或并发“写 - 写”的场景，容易出现以下问题：

+

(1) 修改丢失

T1 和 T2 两个事务都对一个数据进行修改，T1 先修改，T2 随后修改，T2 的修改覆盖了 T1 的修改。

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
T1T2
读 A=10
读 A=10
A=A-5，写回
A=A-8，写回
+

T1 对 A 的修改被 T2 覆盖，T1 的修改不起作用。

+

(2) 脏读

T1 修改一个数据，T2 随后读取这个数据。如果 T1 撤销了这次修改，那么 T2 读取的数据是脏数据。

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
T1T2
读 A=20
A=A+50，写回
读 A=70
rollback
A=20，写回
+

T1 对 A 进行修改，但之后回滚撤销，T2 读取的数据与数据库中不一致，是错误的数据（脏数据）。

+

(3) 不可重复读

T2 读取一个数据，T1 对该数据做了修改。如果 T2 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
T1T2
读 A=20
读 B=30
计算 A+B=50
读 A=20
A=A+50，写回
读 A=70
读 B=30
计算 A+B=100
+

T1 读取数据并进行计算，T2 更新了数据，T1 再次读取数据，然而计算结果不一致。

+

(4) 幻读

T1 读取某个范围的数据，T2 在这个范围内插入或删除数据，T1 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。

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数据库的并发控制、性能优化、以及备份和恢复

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数据库的并发控制、性能优化、以及备份和恢复

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