DBMS - 事务

事务可以定义为一组任务。单个任务是最小的处理单元，不能再细分。

让我们来看一个简单的交易示例。假设银行职员将 500 卢比从 A 的账户转到 B 的账户。这个非常简单的小型交易涉及多个低级任务。

A 的账户

Open_Account(A)
Old_Balance = A.balance
New_Balance = Old_Balance - 500
A.balance = New_Balance
Close_Account(A)

B 的账户

Open_Account(B)
Old_Balance = B.balance
New_Balance = Old_Balance + 500
B.balance = New_Balance
Close_Account(B)

ACID 属性

事务是程序中非常小的单元，它可能包含多个低级任务。数据库系统中的事务必须维护原子性、一致性、隔离性和持久性——通常称为 ACID 属性——以确保准确性、完整性和数据完整性。

原子性 - 此属性规定必须将事务视为原子单元，即要么执行其所有操作，要么不执行任何操作。数据库中一定不能存在事务部分完成的状态。状态应在事务执行之前或事务执行/中止/失败之后定义。
一致性 - 任何事务后，数据库都必须保持一致状态。任何事务都不应对数据库中驻留的数据产生任何不利影响。如果数据库在事务执行之前处于一致状态，则在事务执行之后也必须保持一致状态。
持久性 - 数据库应该足够持久，即使系统发生故障或重启也能保存所有最新的更新。如果事务更新数据库中的一块数据并提交，则数据库将保存修改后的数据。如果事务提交但系统在数据写入磁盘之前发生故障，则系统恢复运行后将更新该数据。
隔离性 - 在数据库系统中，多个事务同时并行执行时，隔离性属性规定所有事务都将被执行，就好像它是系统中唯一的事务一样。任何事务都不会影响任何其他事务的存在。

当多个事务在多编程环境中由操作系统执行时，可能存在一个事务的指令与其他事务的指令交错的情况。

调度 - 事务的按时间顺序执行序列称为调度。调度中可以有多个事务，每个事务包含许多指令/任务。
串行调度 - 这是一种调度，其中事务以一种方式对齐，即一个事务首先执行。当第一个事务完成其周期后，则执行下一个事务。事务一个接一个地排序。这种类型的调度称为串行调度，因为事务以串行方式执行。

在多事务环境中，串行调度被视为基准。事务中指令的执行顺序不能更改，但是两个事务可以以随机方式执行其指令。如果两个事务相互独立并在数据的不同段上工作，则此执行不会造成任何损害；但是，如果这两个事务正在处理相同的数据，则结果可能会有所不同。这种不断变化的结果可能会使数据库处于不一致的状态。

为了解决这个问题，如果其事务是可串行化的或它们之间存在某种等价关系，我们允许并行执行事务调度。

等价调度可以是以下类型：

如果两个调度在执行后产生相同的结果，则称它们是结果等价的。它们可能对某些值产生相同的结果，而对另一组值产生不同的结果。这就是为什么这种等价通常不被认为很重要。

如果两个调度中的事务以类似的方式执行类似的操作，则这两个调度将是视图等价的。

例如：

如果两个调度具有以下属性，则它们将是冲突的：

具有包含冲突操作的多个事务的两个调度被称为冲突等价，当且仅当：

注意 - 视图等价调度是视图可串行化的，冲突等价调度是冲突可串行化的。所有冲突可串行化调度也是视图可串行化的。

数据库中的事务可以处于以下状态之一：

活动 - 在此状态下，正在执行事务。这是每个事务的初始状态。
部分提交 - 当事务执行其最终操作时，据说它处于部分提交状态。
失败 - 如果数据库恢复系统进行的任何检查失败，则事务据说处于失败状态。失败的事务无法继续进行。
中止 - 如果任何检查失败并且事务已到达失败状态，则恢复管理器将撤消其在数据库上的所有写入操作，以使数据库恢复到事务执行之前的原始状态。处于此状态的事务称为中止的事务。数据库恢复模块可以在事务中止后选择以下两个操作之一：
- 重新启动事务
- 终止事务
已提交 - 如果事务成功执行所有操作，则称其已提交。其所有效果现在已永久建立在数据库系统中。

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