数据库基础知识复习

一. 事务

事务指满足ACID特性的一组操作，可以通过commit提交，也可以使用rollback回滚。

 

ACID

1.原子性 （atomicity) 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，要么失败进行回滚。

2.一致性（consistency) 数据库在事务执行前后保持一致的状态。在一致性状态下，所有事务对同一个数据的读取状态相同。

3.隔离性（isolation) 一个事务所做的修改在提交前，其他事务是不可见的

4.持久性（durability) 一旦事务提交，其所做的修改会永远保存在数据库中。即使系统发生崩溃，结果也不会丢失。

 

 

二. 并发一致性问题

1.丢失修改

 

 

 T1和T2两个事务都对数据A修改，T1先修改，T2后修改，T2的修改结果覆盖了T1的

 

2.读脏数据

 

 T1修改一个数据，T2随后读，如果T1修改失败回滚，T2读到的结果就是脏数据

 

3.不可重复读

 

 T2读取一个数据，T1做了修改，T2再次读取，这时候两次数据不一致。

 

4.幻影读

 

 T1读取某个范围的数据，T2执行了插入操作，T1再次读取这个范围的数据，两次的结果不同。

 

产生并发不一致的主要原因是破坏了事务的隔离性。

 

三. 封锁

1. 封锁力度

   1）应当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，发生锁争用的可能性就越小，系统的并发程度就越高。

   2）加锁需要消耗资源，锁的各种操作（获取、释放、检查状态）都会增加系统开销。因此封锁粒度越小，系统开销就越大。

   3）在选择封锁粒度时，需要在锁开销和并发程度间做权衡。

2.封锁类型

   1）读写锁

       互斥锁(X锁，写锁），共享锁（S锁，读锁）。

• 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。

3.封锁协议

   1）三级封锁协议

       一级封锁协议：事务T要修改数据A时，必须加X锁，直到T结束才能释放锁。 —— 解决丢失修改问题

      

      二级封锁协议： 读取数据A必须加S锁，读取完马上释放S锁。—— 可以解决读取脏数据问题

     

 

     三级封锁协议：读取数据A时必须增加S锁，事务结束后释放。—— 解决不可重复读问题

  

   2）两段锁协议

     加锁和解锁分为两个阶段进行。

     可串形化调度：通过并发控制，使得并发执行的事务结果与某个串形执行的事务结果相同。

 

四. 隔离级别

1.未提交读

 事务中的修改，即使没有提交，其他事务也是可见的

2.提交读

 一个事务只能读取已经提交的修改

3.可重复读

 保证同一个事务中多次读取数据的结果是相同的

4.可串形化

  强制事务串形化执行，这样多个事务互不干扰。该隔离级别需要加锁实现

 

五. 关系数据库设计理论

函数依赖

记A -> B 表示函数A决定函数B，也可以说B函数依赖于A。

如果 {A1, A2, ... , An} 是关系的一个或多个属性的集合，该集合函数决定了关系的其他所有属性并且是最小的，那么该集合就称为键码。

对于 A -> B,  如果能找到A的真子集A', 使得 A' -> B, 那么 A-> B 就是部分函数依赖，否则就是完全函数依赖

对于 A -> B, B -> C, 那么 A -> C 是一个传递函数依赖。

异常

不符合范式的关系，会产生很多异常。

冗余数据：某个数据出现了多次

修改异常：修改了一个记录中的信息，另一个记录中的相同信息没有被修改

删除异常：删除了一个信息，其他信息也会丢失。

插入异常：插入一个新的数据信息（这个数据其他键值可能为空）

范式

范式理论是为了解决上面的四种异常，高级别范式依赖于低级别范式，1NF是最低级别的范式

第一范式：属性不可分

第二范式：每个非主属性完全依赖于键码

第三范式：表中所有的数据元素不但能唯一地被主关键字所标识，而且它们之间还必须相互独立，不存在其他的函数关系

 

六. ER图

有三个组成部分：实体、属性、联系，用来进行关系型数据库的设计。

实体的三种联系

一对一、一对多、多对多