数据库系统原理概要

事务

• ACID

  • 原子性

  • 隔离性

  • 一致性

  • 持久性

    • 应对系统崩溃，可以用Redo Log恢复

• AUTOCOMMIT：MySQL默认采用自动提交，不显示start transaction，每个查询都会被当成一个事务执行并自动提交

并发一致性问题

• 丢失修改

• 脏读

• 不可重复读

• 幻读

  • insert操作引起

锁

• 锁粒度

  • 行锁
  • 表锁

• 锁类型

  • 读写锁

    • 互斥锁（X锁、写锁）
    • 共享锁（S锁、读锁）
    • 一个事务对数据A加了X锁，期间其他事务不能对A加任何锁
      一个事务对数据A加了S锁，其他事务可以对A加S锁，但是不能加X锁

  • 意向锁

    • 可以更容易支持多粒度加锁

    • IX/IS锁，表示一个事务想要再表中的某个数据行上加X/S锁

      • 一个事务再获得某个数据行的S锁之前，必须先获得表的IS锁或更强的锁
      • 一个事务在获得某个数据行的X锁之前，必须先获得表的IX锁
      • 任意IS/IX锁之间都是兼容的

• 封锁协议

  • 一级：事务T要修改A时必须加X锁，直到T结束才释放（解决丢失修改问题）
  • 二级：在一级基础上事务T要读取A时必须加S锁，读取完立即释放锁（解决脏读问题）
  • 三级：在二级的基础上，要求读取A时必须加S锁，直到事务结束才释放（解决不可重复读问题）
  • 两段锁协议：加锁和解锁分两个阶段进行，保证可串行化调度

事务隔离级别

• 读未提交（RU）
• 读提交（RC）
• 可重复度（RR）
• 可串行化（Serializable）

多版本并发控制（MVCC）

• 版本号

  • 系统版本号SYS_ID:每开启一个新事务时递增
  • 事务版本号TRX_ID:事务开启时的系统版本号

• ReadView

  • 当前系统未提交的事务列表，以及最大ID和最小ID

• 快照读：SELECT，不需要进行加锁

• 当前读：INSERT、UPDATE、DELETE，需要加锁

• SELECT时可以显式指定加锁

  • select * from table where ? lock in share mode;(S锁)
  • select * from table where ? for update;(X锁)

Next-Key Locks

• 可重复读级别下，使用MVCC+Next-Key Lock可以解决幻读
• Record Locks: 锁定一个记录上的索引
• Gap Locks：锁定索引之间的间隙，但是不包括索引本身

关系数据库

• 异常

  • 冗余数据、修改异常、删除异常、插入异常

• 范式

  • 为了解决异常
  • 第一范式：属性不可分割
  • 第二范式：非主属性完全依赖于键码
  • 第三范式：非主属性不传递函数依赖于键码

【参考文章】GitHub-CyC2018/CS-Notes