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这篇文章主要介绍“数据库原理知识点有哪些”,在日常操作中,相信很多人在数据库原理知识点有哪些问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答”数据库原理知识点有哪些”的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!
1、事务
(1)定义
事务指的是满足 ACID 特性的一组操作,可以通过 Commit 提交一个事务,也可以使用 Rollback 进行回滚。
(2)特性
A.原子性
事务被视为不可分割的最小单元,事务的所有操作要么全部提交成功,要么全部失败回滚。回滚可以用回滚日志来实现,回滚日志记录着事务所执行的修改操作,在回滚时反向执行这些修改操作即可。
B.一致性
数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下,所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。对于关系型数据库,要求更新过的数据能被后续的访问都能看到,这是强一致性;如果能容忍后续的部分或者全部访问不到,则是弱一致性**;如果经过一段时间后要求能访问到更新后的数据,则是最终一致性。
C.隔离性
一个事务所做的修改在最终提交以前,对其它事务是不可见的。
D.持久性
一旦事务提交,则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃,事务执行的结果也不能丢失。
2、并发一致性
(1)丢失更新
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。这里举个飞机订票系统的例子方便大家了解:甲售票点(甲事务)读出某航班的机票余额A,设A=16;乙售票点(乙事务)读出同一航班的机票余额A,也为16;甲售票点卖出一张机票,修改余额A←A-1。所以A为15,把A写回数据库;乙售票点也卖出一张机票,修改余额A←A-1。所以A为15,把A写回数据库。结果明明卖出两张机票,数据库中机票余额只减少1。
(2)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。具体来讲就是,当前事务先进行了一次数据读取,然后再次读取到的数据是别的事务修改成功的数据,导致两次读取到的数据不匹配。
(3)幻影读
T1 读取某个范围的数据,T2 在这个范围内插入新的数据,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。或者用更通俗地说,事务A首先根据条件索引得到N条数据,然后事务B改变了这N条数据之外的M条或者增添了M条符合事务A搜索条件的数据,导致事务A再次搜索发现有N+M条数据了,就产生了幻读。换句话说,当前事务读第一次取到的数据比后来读取到数据条目少。
3、封锁
(1)封锁粒度
MySQL 中提供了两种封锁粒度:行级锁以及表级锁。应该尽量只锁定需要修改的那部分数据,而不是所有的资源。锁定的数据量越少,发生锁争用的可能就越小,系统的并发程度就越高。但是加锁需要消耗资源,锁的各种操作(包括获取锁、释放锁、以及检查锁状态)都会增加系统开销。因此封锁粒度越小,系统开销就越大。在选择封锁粒度时,需要在锁开销和并发程度之间做一个权衡。
(2)封锁类型
A.读写锁
排它锁简写为 X 锁,又称写锁;共享锁简写为 S 锁,又称读锁。有以下两个规定:一个事务对数据对象 A 加了 X 锁,就可以对 A 进行读取和更新。加锁期间其它事务不能对 A 加任何锁。一个事务对数据对象 A 加了 S 锁,可以对 A 进行读取操作,但是不能进行更新操作。加锁期间其它事务能对 A 加 S 锁,但是不能加 X 锁。
B. 意向锁
使用意向锁(Intention Locks)可以更容易地支持多粒度封锁。在存在行级锁和表级锁的情况下,事务 T 想要对表 A 加 X 锁,就需要先检测是否有其它事务对表 A 或者表 A 中的任意一行加了锁,那么就需要对表 A 的每一行都检测一次,这是非常耗时的。意向锁在原来的 X/S 锁之上引入了 IX/IS,IX/IS 都是表锁,用来表示一个事务想要在表中的某个数据行上加 X 锁或 S 锁。有以下两个规定:一个事务在获得某个数据行对象的 S 锁之前,必须先获得表的 IS 锁或者更强的锁;一个事务在获得某个数据行对象的 X 锁之前,必须先获得表的 IX 锁。
(3)封锁协议
封锁协议分为三级封锁协议和两段锁协议。MySQL 的 InnoDB 存储引擎采用两段锁协议,会根据隔离级别在需要的时候自动加锁,并且所有的锁都是在同一时刻被释放,这被称为隐式锁定。InnoDB 也可以使用特定的语句进行显示锁定:
SELECT ... LOCK In SHARE MODE;SELECT ... FOR UPDATE;
4、隔离级别
为了避免丢失更新、脏读、不可重复读和幻读,在标准SQL规范中,定义了4个事务隔离级别,不同的隔离级别对事务的处理不同。具体如下图:
5、多版本并发控制
多版本并发控制是MySQL的InnoDB存储引擎实现隔离级别的一种具体方式,用于实现提交读和可重复读这两种隔离级别。而未提交读隔离级别总是读取最新的数据行,无需使用 MVCC。可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁,单纯使用MVCC无法实现。MVCC在大多数情况下代替了行锁。最早的数据库系统,只有读读之间可以并发,读写,写读,写写都要阻塞。引入多版本之后,只有写写之间相互阻塞,其他三种操作都可以并行,这样大幅度提高了InnoDB的并发度。但是,使用MVCC每行记录都需要额外的存储空间,需要做更多的行维护和检查工作。
6、Next-Key Lock
(1)Record Lock
锁定一个记录上的索引,而不是记录本身。如果表没有设置索引,InnoDB 会自动在主键上创建隐藏的聚簇索引,因此 Record Lock 依然可以使用。
(2)Gap Locks
锁定索引之间的间隙,但是不包含索引本身。例如当一个事务执行以下语句,其它事务就不能在 t.c 中插入 15。
SELECT c FROM t WHERE c BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE;
(3)Next-Key Lock
它是 Record Lock 和 Gap Lock 的结合,不仅锁定一个记录上的索引,也锁定索引之间的间隙。例如一个索引包含以下值:10, 11, 13, and 20,那么就需要锁定以下区间:
(negative infinity, 10](10, 11](11, 13](13, 20](20, positive infinity)
到此,关于“数据库原理知识点有哪些”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注亿速云网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!
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