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  • 数据库四大特性
    2021-10-14 10:59:17

    事务的四大特性?

    事务特性ACID:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability)。

    • 原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功,要么全部失败回滚。
    • 一致性是指一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。比如a与b账户共有1000块,两人之间转账之后无论成功还是失败,它们的账户总和还是1000。
    • 隔离性。跟隔离级别相关,如read committed,一个事务只能读到已经提交的修改。
    • 持久性是指一个事务一旦被提交了,那么对数据库中的数据的改变就是永久性的,即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

    数据库的三大范式

    第一范式1NF:

    确保数据库表字段的原子性。

    比如字段 userInfo: 山东省 1318162008’ ,依照第一范式必须拆分成 userInfo: 山东省 userTel:1318162008两个字段。

    第二范式2NF:

    首先要满足第一范式,另外包含两部分内容,一是表必须有一个主键;二是非主键列必须完全依赖于主键,而不能只依赖于主键的一部分。

    举个例子。假定选课关系表为StudentCourse(学号, 姓名, 年龄, 课程名称, 成绩, 学分),主键为(学号, 课程名称)。其中学分完全依赖于课程名称,姓名年龄完全依赖学号,不符合第二范式,会导致数据冗余(学生选n门课,姓名年龄有n条记录)、插入异常(插入一门新课,因为没有学号,无法保存新课记录)等问题。

    可以拆分成三个表:学生:Student(学号, 姓名, 年龄);课程:Course(课程名称, 学分);选课关系:StudentCourseRelation(学号, 课程名称, 成绩)。

    第三范式3NF:

    首先要满足第二范式,另外非主键列必须直接依赖于主键,不能存在传递依赖。即不能存在:非主键列 A 依赖于非主键列 B,非主键列 B 依赖于主键的情况。

    假定学生关系表为Student(学号, 姓名, 年龄, 学院id, 学院地点, 学院电话),主键为"学号",其中学院id依赖于学号,而学院地点和学院电话依赖于学院id,存在传递依赖,不符合第三范式。

    可以把学生关系表分为如下两个表:学生:(学号, 姓名, 年龄, 学院id);学院:(学院,id 地点, 电话)。

    2NF和3NF的区别?

    2NF依据是非主键列是否完全依赖于主键,还是依赖于主键的一部分。
    3NF依据是非主键列是直接依赖于主键,还是直接依赖于非主键。

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  • 一.事务 定义:所谓事务,它是一个操作序列,这些操作...// 创建数据库 create table account( idint primary key not null, namevarchar(40), moneydouble ); // 有两个人开户并存钱 insert into a...

    一.事务

           定义:所谓事务,它是一个操作序列,这些操作要么都执行,要么都不执行,它是一个不可分割的工作单位。

           准备工作:为了说明事务的ACID原理,我们使用银行账户及资金管理的案例进行分析。

    // 创建数据库  
    create table account(  
       idint primary key not null,  
       namevarchar(40),  
       moneydouble  
    );  
      
    // 有两个人开户并存钱  
    insert into account values(1,'A',1000);  
    insert into account values(2,'B',1000);  

    二.ACID

           ACID,是指在可靠数据库管理系统(DBMS)中,事务(transaction)所应该具有的四个特性:原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)、持久性(Durability).这是可靠数据库所应具备的几个特性.下面针对这几个特性进行逐个讲解.

    三.原子性

           原子性是指事务是一个不可再分割的工作单位,事务中的操作要么都发生,要么都不发生。

           1.案例

                  A给B转帐100元钱

     

    begin transaction  
    update account set money= money - 100where name='A';  
    update account set money= money +100where name='B';  
    if Error then  
           rollback  
    else  
           commit  

      2.分析 

           在事务中的扣款和加款两条语句,要么都执行,要么就都不执行。否则如果只执行了扣款语句,就提交了,此时如果突然断电,A账号已经发生了扣款,B账号却没收到加款,在生活中就会引起纠纷。

           3.解决方法

           在数据库管理系统(DBMS)中,默认情况下一条SQL就是一个单独事务,事务是自动提交的。只有显式的使用start transaction开启一个事务,才能将一个代码块放在事务中执行。保障事务的原子性是数据库管理系统的责任,为此许多数据源采用日志机制。例如,SQL Server使用一个预写事务日志,在将数据提交到实际数据页面前,先写在事务日志上。

    四.一致性

           一致性是指在事务开始之前和事务结束以后,数据库的完整性约束没有被破坏。这是说数据库事务不能破坏关系数据的完整性以及业务逻辑上的一致性。

           1.案例

           对银行转帐事务,不管事务成功还是失败,应该保证事务结束后ACCOUNT表中aaa和bbb的存款总额为2000元。

           2.解决方法

    保障事务的一致性,可以从以下两个层面入手

           2.1数据库机制层面

           数据库层面的一致性是,在一个事务执行之前和之后,数据会符合你设置的约束(唯一约束,外键约束,Check约束等)和触发器设置。这一点是由SQL SERVER进行保证的。比如转账,则可以使用CHECK约束两个账户之和等于2000来达到一致性目的

           2.2业务层面

       对于业务层面来说,一致性是保持业务的一致性。这个业务一致性需要由开发人员进行保证。当然,很多业务方面的一致性,也可以通过转移到数据库机制层面进行保证。

    五.隔离性

           多个事务并发访问时,事务之间是隔离的,一个事务不应该影响其它事务运行效果。

           这指的是在并发环境中,当不同的事务同时操纵相同的数据时,每个事务都有各自的完整数据空间。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。事务查看数据更新时,数据所处的状态要么是另一事务修改它之前的状态,要么是另一事务修改它之后的状态,事务不会查看到中间状态的数据。

           在Windows中,如果多个进程对同一个文件进行修改是不允许的,Windows通过这种方式来保证不同进程的隔离性:

     

     企业开发中,事务最复杂问题都是由事务隔离性引起的。当多个事务并发时,SQL Server利用加锁和阻塞来保证事务之间不同等级的隔离性。一般情况下,完全的隔离性是不现实的,完全的隔离性要求数据库同一时间只执行一条事务,这样会严重影响性能。想要理解SQL Server中对于隔离性的保障,首先要了解并发事务之间是如何干扰的.

    1.事务之间的相互影响

           事务之间的相互影响分为几种,分别为:脏读,不可重复读,幻读,丢失更新

    1.1脏读

           脏读意味着一个事务读取了另一个事务未提交的数据,而这个数据是有可能回滚的;如下案例,此时如果事务1回滚,则B账户必将有损失。

     

       1.2不可重复读

        不可重复读意味着,在数据库访问中,一个事务范围内两个相同的查询却返回了不同数据。这是由于查询时系统中其他事务修改的提交而引起的。如下案例,事务1必然会变得糊涂,不知道发生了什么。

     

      1.3幻读(虚读)

        幻读,是指当事务不是独立执行时发生的一种现象,例如第一个事务对一个表中的数据进行了修改,这种修改涉及到表中的全部数据行。同时,第二个事务也修改这个表中的数据,这种修改是向表中插入一行新数据。那么,以后就会发生操作第一个事务的用户发现表中还有没有修改的数据行,就好象发生了幻觉一样.

     1.4丢失更新

           两个事务同时读取同一条记录,A先修改记录,B也修改记录(B是不知道A修改过),B提交数据后B的修改结果覆盖了A的修改结果。

    2.理解SQL SERVER中的隔离级别

           数据库的事务隔离级别(TRANSACTION ISOLATION LEVEL)是一个数据库上很基本的一个概念。为什么会有事务隔离级别,SQL Server上实现了哪些事务隔离级别?事务隔离级别的前提是一个多用户、多进程、多线程的并发系统,在这个系统中为了保证数据的一致性和完整性,我们引入了事务隔离级别这个概念,对一个单用户、单线程的应用来说则不存在这个问题。

        为了避免上述几种事务之间的影响,SQL Server通过设置不同的隔离级别来进行不同程度的避免。因为高的隔离等级意味着更多的锁,从而牺牲性能。所以这个选项开放给了用户根据具体的需求进行设置。不过默认的隔离级别Read Commited符合了多数的实际需求.

    隔离级别

    脏读

    丢失更新

    不可重复读

    幻读

    并发模型

    更新冲突检测

    未提交读:Read Uncommited

    悲观

    已提交读:Read commited

    悲观

    可重复读:Repeatable Read

    悲观

    可串行读:Serializable

    悲观

     SQL Server隔离事务之间的影响是通过锁来实现的,通过阻塞来阻止上述影响。不同的隔离级别是通过加不同的锁,造成阻塞来实现的,所以会以付出性能作为代价;安全级别越高,处理效率越低;安全级别越低,效率高。

           使用方法:SET TRANSACTIONISOLATION LEVEL REPEATABLE READ

           未提交读: 在读数据时不会检查或使用任何锁。因此,在这种隔离级别中可能读取到没有提交的数据。  

           已提交读:只读取提交的数据并等待其他事务释放排他锁。读数据的共享锁在读操作完成后立即释放。已提交读是SQL Server的默认隔离级别。 

           可重复读: 像已提交读级别那样读数据,但会保持共享锁直到事务结束。  

           可串行读:工作方式类似于可重复读。但它不仅会锁定受影响的数据,还会锁定这个范围。这就阻止了新数据插入查询所涉及的范围。

    六.持久性

           持久性,意味着在事务完成以后,该事务所对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中,并不会被回滚。

           即使出现了任何事故比如断电等,事务一旦提交,则持久化保存在数据库中。

           SQL SERVER通过write-ahead transaction log来保证持久性。write-ahead transaction log的意思是,事务中对数据库的改变在写入到数据库之前,首先写入到事务日志中。而事务日志是按照顺序排号的(LSN)。当数据库崩溃或者服务器断点时,重启动SQL SERVER,SQLSERVER首先会检查日志顺序号,将本应对数据库做更改而未做的部分持久化到数据库,从而保证了持久性。

    七.总结

           事务的(ACID)特性是由关系数据库管理系统(RDBMS,数据库系统)来实现的。数据库管理系统采用日志来保证事务的原子性、一致性和持久性。日志记录了事务对数据库所做的更新,如果某个事务在执行过程中发生错误,就可以根据日志,撤销事务对数据库已做的更新,使数据库退回到执行事务前的初始状态。

      数据库管理系统采用锁机制来实现事务的隔离性。当多个事务同时更新数据库中相同的数据时,只允许持有锁的事务能更新该数据,其他事务必须等待,直到前一个事务释放了锁,其他事务才有机会更新该数据。

    参考博客:【数据库】数据库四大特性ACID_IT猫咪酱的博客-CSDN博客_数据库四大

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  • 数据库四大特性

    千次阅读 2019-12-01 09:33:30
    数据库系统必须维护事务的以下特性(简称ACID): 原子性(Atomicity) 一致性(Consistency) 隔离性(Isolation) 持久性(Durability) ⑴ 原子性(Atomicity)  原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功,要么...

    数据库系统必须维护事务的以下特性(简称ACID):

    原子性(Atomicity)

    一致性(Consistency)

    隔离性(Isolation)

    持久性(Durability)

     

    ⑴ 原子性(Atomicity)

      原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功,要么全部失败回滚,因此事务的操作如果成功就必须要完全应用到数据库,如果操作失败则不能对数据库有任何影响。

     

    ⑵ 一致性(Consistency)

      一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态,也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。

      拿转账来说,假设用户A和用户B两者的钱加起来一共是5000,那么不管A和B之间如何转账,转几次账,事务结束后两个用户的钱相加起来应该还得是5000,这就是事务的一致性。

     

    ⑶ 隔离性(Isolation)

      隔离性是当多个用户并发访问数据库时,比如操作同一张表时,数据库为每一个用户开启的事务,不能被其他事务的操作所干扰,多个并发事务之间要相互隔离。

      即要达到这么一种效果:对于任意两个并发的事务T1和T2,在事务T1看来,T2要么在T1开始之前就已经结束,要么在T1结束之后才开始,这样每个事务都感觉不到有其他事务在并发地执行。

      关于事务的隔离性数据库提供了多种隔离级别。

     

    ⑷ 持久性(Durability)

      持久性是指一个事务一旦被提交了,那么对数据库中的数据的改变就是永久性的,即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

    参考:http://www.cnblogs.com/fjdingsd/p/5273008.html

    数据库事务的四大特性:

    事务(Transaction)是并发控制的基本单位。所谓事务,它是一个操作序列,这些操作要么都执行,要么都不执行,它是一个不可分割的工作单位。例如,银行转帐工作:从一个帐号扣款并使另一个帐号增款,这两个操作要么都执行,要么都不执行。

    1、数据库事务必须具备ACID特性,ACID是Atomic(原子性)、Consistency(一致性)、Isolation(隔离性)和Durability(持久性)的英文缩写。

    1)原子性(Atomicity)

    一个事务(transaction)中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成,不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误,会被回滚(Rollback)到事务开始前的状态,就像这个事务从来没有执行过一样。

    2)一致性(Consistency)

    事务的一致性指的是在一个事务执行之前和执行之后数据库都必须处于一致性状态。如果事务成功地完成,那么系统中所有变化将正确地应用,系统处于有效状态。如果在事务中出现错误,那么系统中的所有变化将自动地回滚,系统返回到原始状态。

    3)隔离性(Isolation)

    指的是在并发环境中,当不同的事务同时操纵相同的数据时,每个事务都有各自的完整数据空间。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。事务查看数据更新时,数据所处的状态要么是另一事务修改它之前的状态,要么是另一事务修改它之后的状态,事务不会查看到中间状态的数据。

    4)持久性(Durability)

    指的是只要事务成功结束,它对数据库所做的更新就必须永久保存下来。即使发生系统崩溃,重新启动数据库系统后,数据库还能恢复到事务成功结束时的状态。

    2、事务的(ACID)特性是由关系数据库管理系统(RDBMS,数据库系统)来实现的。数据库管理系统采用日志来保证事务的原子性、一致性和持久性。日志记录了事务对数据库所做的更新,如果某个事务在执行过程中发生错误,就可以根据日志,撤销事务对数据库已做的更新,使数据库退回到执行事务前的初始状态。

    数据库管理系统采用锁机制来实现事务的隔离性。当多个事务同时更新数据库中相同的数据时,只允许持有锁的事务能更新该数据,其他事务必须等待,直到前一个事务释放了锁,其他事务才有机会更新该数据。

    3、在关系型数据库中,事务的隔离性分为四个隔离级别,在解读这四个级别前先介绍几个关于读数据的概念。 1)脏读(Dirty Reads):所谓脏读就是对脏数据(Drity Data)的读取,而脏数据所指的就是未提交的数据。也就是说,一个事务正在对一条记录做修改,在这个事务完成并提交之前,这条数据是处于待定状态的(可能提交也可能回滚),这时,第二个事务来读取这条没有提交的数据,并据此做进一步的处理,就会产生未提交的数据依赖关系。这种现象被称为脏读。 2)不可重复读(Non-Repeatable Reads):一个事务先后读取同一条记录,但两次读取的数据不同,我们称之为不可重复读。也就是说,这个事务在两次读取之间该数据被其它事务所修改。 3)幻读(Phantom Reads):一个事务按相同的查询条件重新读取以前检索过的数据,却发现其他事务插入了满足其查询条件的新数据,这种现象就称为幻读。

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  • 数据库四大特性ACID

    千次阅读 2018-10-30 18:49:07
     本篇讲诉数据库中事务的四大特性(ACID),并且将会详细地说明事务的隔离级别。  如果一个数据库声称支持事务的操作,那么该数据库必须要具备以下四个特性: ⑴ 原子性(Atomicity)  原子性是指事务包含的所有...


      本篇讲诉数据库中事务的四大特性(ACID),并且将会详细地说明事务的隔离级别。

      如果一个数据库声称支持事务的操作,那么该数据库必须要具备以下四个特性:

    ⑴ 原子性(Atomicity)

      原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功,要么全部失败回滚,这和前面两篇博客介绍事务的功能是一样的概念,因此事务的操作如果成功就必须要完全应用到数据库,如果操作失败则不能对数据库有任何影响。

    ⑵ 一致性(Consistency)

      一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态,也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。

      拿转账来说,假设用户A和用户B两者的钱加起来一共是5000,那么不管A和B之间如何转账,转几次账,事务结束后两个用户的钱相加起来应该还得是5000,这就是事务的一致性。

    ⑶ 隔离性(Isolation)

      隔离性是当多个用户并发访问数据库时,比如操作同一张表时,数据库为每一个用户开启的事务,不能被其他事务的操作所干扰,多个并发事务之间要相互隔离。

      即要达到这么一种效果:对于任意两个并发的事务T1和T2,在事务T1看来,T2要么在T1开始之前就已经结束,要么在T1结束之后才开始,这样每个事务都感觉不到有其他事务在并发地执行。

      关于事务的隔离性数据库提供了多种隔离级别,稍后会介绍到。

    ⑷ 持久性(Durability)

      持久性是指一个事务一旦被提交了,那么对数据库中的数据的改变就是永久性的,即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

      例如我们在使用JDBC操作数据库时,在提交事务方法后,提示用户事务操作完成,当我们程序执行完成直到看到提示后,就可以认定事务以及正确提交,即使这时候数据库出现了问题,也必须要将我们的事务完全执行完成,否则就会造成我们看到提示事务处理完毕,但是数据库因为故障而没有执行事务的重大错误。

      

      以上介绍完事务的四大特性(简称ACID),现在重点来说明下事务的隔离性,当多个线程都开启事务操作数据库中的数据时,数据库系统要能进行隔离操作,以保证各个线程获取数据的准确性,在介绍数据库提供的各种隔离级别之前,我们先看看如果不考虑事务的隔离性,会发生的几种问题:

    1,脏读

      脏读是指在一个事务处理过程里读取了另一个未提交的事务中的数据。

      当一个事务正在多次修改某个数据,而在这个事务中这多次的修改都还未提交,这时一个并发的事务来访问该数据,就会造成两个事务得到的数据不一致。例如:用户A向用户B转账100元,对应SQL命令如下

        update account set money=money+100 where name=’B’;  (此时A通知B)
    
    </span><span>update</span> account <span>set</span> <span>money</span><span>=</span><span>money</span> <span>-</span> <span>100</span> <span>where</span> name<span>=</span>’A’;</pre>
    

      当只执行第一条SQL时,A通知B查看账户,B发现确实钱已到账(此时即发生了脏读),而之后无论第二条SQL是否执行,只要该事务不提交,则所有操作都将回滚,那么当B以后再次查看账户时就会发现钱其实并没有转。

    2,不可重复读

      不可重复读是指在对于数据库中的某个数据,一个事务范围内多次查询却返回了不同的数据值,这是由于在查询间隔,被另一个事务修改并提交了。

      例如事务T1在读取某一数据,而事务T2立马修改了这个数据并且提交事务给数据库,事务T1再次读取该数据就得到了不同的结果,发送了不可重复读。

      不可重复读和脏读的区别是,脏读是某一事务读取了另一个事务未提交的脏数据,而不可重复读则是读取了前一事务提交的数据。

      在某些情况下,不可重复读并不是问题,比如我们多次查询某个数据当然以最后查询得到的结果为主。但在另一些情况下就有可能发生问题,例如对于同一个数据A和B依次查询就可能不同,A和B就可能打起来了……

    3,虚读(幻读)

      幻读是事务非独立执行时发生的一种现象。例如事务T1对一个表中所有的行的某个数据项做了从“1”修改为“2”的操作,这时事务T2又对这个表中插入了一行数据项,而这个数据项的数值还是为“1”并且提交给数据库。而操作事务T1的用户如果再查看刚刚修改的数据,会发现还有一行没有修改,其实这行是从事务T2中添加的,就好像产生幻觉一样,这就是发生了幻读。

      幻读和不可重复读都是读取了另一条已经提交的事务(这点就脏读不同),所不同的是不可重复读查询的都是同一个数据项,而幻读针对的是一批数据整体(比如数据的个数)。

     

      现在来看看MySQL数据库为我们提供的四种隔离级别:

      ① Serializable (串行化):可避免脏读、不可重复读、幻读的发生。

      ② Repeatable read (可重复读):可避免脏读、不可重复读的发生。

      ③ Read committed (读已提交):可避免脏读的发生。

      ④ Read uncommitted (读未提交):最低级别,任何情况都无法保证。

     

      以上四种隔离级别最高的是Serializable级别,最低的是Read uncommitted级别,当然级别越高,执行效率就越低。像Serializable这样的级别,就是以锁表的方式(类似于Java多线程中的锁)使得其他的线程只能在锁外等待,所以平时选用何种隔离级别应该根据实际情况。在MySQL数据库中默认的隔离级别为Repeatable read (可重复读)。

      在MySQL数据库中,支持上面四种隔离级别,默认的为Repeatable read (可重复读);而在Oracle数据库中,只支持Serializable (串行化)级别和Read committed (读已提交)这两种级别,其中默认的为Read committed级别。

      在MySQL数据库中查看当前事务的隔离级别:

        select @@tx_isolation;

      在MySQL数据库中设置事务的隔离 级别:

        set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔离级别名称;
    
    </span><span>set</span> tx_isolation<span>=</span>’隔离级别名称;’</pre>
    

    例1:查看当前事务的隔离级别:

      

    例2:将事务的隔离级别设置为Read uncommitted级别:

      

    或:

      

    记住:设置数据库的隔离级别一定要是在开启事务之前!

      如果是使用JDBC对数据库的事务设置隔离级别的话,也应该是在调用Connection对象的setAutoCommit(false)方法之前。调用Connection对象的setTransactionIsolation(level)即可设置当前链接的隔离级别,至于参数level,可以使用Connection对象的字段:

      

    在JDBC中设置隔离级别的部分代码:

      

      后记:隔离级别的设置只对当前链接有效。对于使用MySQL命令窗口而言,一个窗口就相当于一个链接,当前窗口设置的隔离级别只对当前窗口中的事务有效;对于JDBC操作数据库来说,一个Connection对象相当于一个链接,而对于Connection对象设置的隔离级别只对该Connection对象有效,与其他链接Connection对象无关。

     

    参考博客:

    http://www.zhihu.com/question/23989904

    http://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/set-transaction.html

    http://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/3984001.html

     

     

     

     

                      

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空空如也

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数据库四大特性