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資料庫事務(Database Transaction),是指作為單個邏輯工作單元執行的一系列操作,要麼完整地執行,要麼完全地不執行。交易處理可以確保除非事務性單元內的所有操作都成功完成,否則不會永久更新面向資料的資源。通過將一組相關操作組合為一個要麼全部成功要麼全部失敗的單元,可以簡化錯誤恢複並使應用程式更加可靠。
一個邏輯工作單元要成為事務,必須滿足所謂的ACID(原子性、一致性、隔離性和持久性)屬性。這四種屬性的含義分別是:
- Atomic(原子性):事務中包含的操作被看做一個邏輯單元,這個邏輯單元中的操作要麼全部成功,要麼全部失敗。通常,與某個事務關聯的操作具有共同的目標,並且是相互依賴的。如果系統只執行這些操作的一個子集,則可能會破壞事務的總體目標。原子性消除了系統處理操作子集的可能性。
- Consistency(一致性):只有合法的資料可以被寫入資料庫,否則事務應該將其復原到最初狀態。事務在完成時,必須使所有的資料都保持一致狀態。在相關資料庫中,所有規則都必須應用於事務的修改,以保持所有資料的完整性。事務結束時,所有的內部資料結構(如 B 樹索引或雙向鏈表)都必須是正確的。某些維護一致性的責任由應用程式開發人員承擔,他們必須確保應用程式已強制所有已知的完整性條件約束。例如,當開發用於轉帳的應用程式時,應避免在轉帳過程中任意移動小數點。
- Isolation(隔離性):事務允許多個使用者對同一個資料進行並發訪問,而不破壞資料的正確性和完整性。同時,並行事務的修改必須與其他並行事務的修改相互獨立。事務查看資料時資料所處的狀態,要麼是另一併發事務修改它之前的狀態,要麼是另一事務修改它之後的狀態,事務不會查看中間狀態的資料。這也稱為可串列性,因為它能夠重新裝載起始資料,並且重播一系列事務,以使資料結束時的狀態與原始事務執行的狀態相同。當事務可序列化時將獲得最高的隔離等級。在此層級上,從一組可並存執行的事務獲得的結果與通過連續運行每個事務所獲得的結果相同。由於高度隔離會限制可並存執行的事務數,所以一些應用程式降低隔離等級以換取更大的輸送量。確保隔離性有可能對系統效能造成較大的不利影響,一些應用會在隔離性上採取一些妥協。
- Durability(持久性):事務結束後,交易處理的結果必須能夠得到固化,它對於系統的影響是永久性的。該修改即使出現致命的系統故障也將一直保持。
小結:
資料庫事務主要圍繞ACID特性展開,其並發執行可以提高輸送量和系統利用率,但也會引發一系列的問題。下一篇文章將會詳細講到事務的並發處理。
資料庫原理之事務(一)