數(shù)據(jù)庫原理知識點(diǎn)有哪些

這篇文章主要介紹“數(shù)據(jù)庫原理知識點(diǎn)有哪些”，在日常操作中，相信很多人在數(shù)據(jù)庫原理知識點(diǎn)有哪些問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”數(shù)據(jù)庫原理知識點(diǎn)有哪些”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

1、事務(wù)

（1）定義

事務(wù)指的是滿足 ACID 特性的一組操作，可以通過 Commit 提交一個(gè)事務(wù)，也可以使用 Rollback 進(jìn)行回滾。

（2）特性

A．原子性

事務(wù)被視為不可分割的最小單元，事務(wù)的所有操作要么全部提交成功，要么全部失敗回滾?；貪L可以用回滾日志來實(shí)現(xiàn)，回滾日志記錄著事務(wù)所執(zhí)行的修改操作，在回滾時(shí)反向執(zhí)行這些修改操作即可。

B．一致性

數(shù)據(jù)庫在事務(wù)執(zhí)行前后都保持一致性狀態(tài)。在一致性狀態(tài)下，所有事務(wù)對一個(gè)數(shù)據(jù)的讀取結(jié)果都是相同的。對于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，要求更新過的數(shù)據(jù)能被后續(xù)的訪問都能看到，這是強(qiáng)一致性；如果能容忍后續(xù)的部分或者全部訪問不到，則是弱一致性**；如果經(jīng)過一段時(shí)間后要求能訪問到更新后的數(shù)據(jù)，則是最終一致性。

C．隔離性

一個(gè)事務(wù)所做的修改在最終提交以前，對其它事務(wù)是不可見的。

D．持久性

一旦事務(wù)提交，則其所做的修改將會永遠(yuǎn)保存到數(shù)據(jù)庫中。即使系統(tǒng)發(fā)生崩潰，事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果也不能丟失。

2、并發(fā)一致性

（1）丟失更新

T1 和 T2 兩個(gè)事務(wù)都對一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，T1 先修改，T2 隨后修改，T2 的修改覆蓋了 T1 的修改。這里舉個(gè)飛機(jī)訂票系統(tǒng)的例子方便大家了解：甲售票點(diǎn)（甲事務(wù)）讀出某航班的機(jī)票余額A，設(shè)A=16；乙售票點(diǎn)（乙事務(wù)）讀出同一航班的機(jī)票余額A，也為16；甲售票點(diǎn)賣出一張機(jī)票，修改余額A←A-1。所以A為15，把A寫回?cái)?shù)據(jù)庫；乙售票點(diǎn)也賣出一張機(jī)票，修改余額A←A-1。所以A為15，把A寫回?cái)?shù)據(jù)庫。結(jié)果明明賣出兩張機(jī)票，數(shù)據(jù)庫中機(jī)票余額只減少1。

（2）不可重復(fù)讀

T2 讀取一個(gè)數(shù)據(jù)，T1 對該數(shù)據(jù)做了修改。如果 T2 再次讀取這個(gè)數(shù)據(jù)，此時(shí)讀取的結(jié)果和第一次讀取的結(jié)果不同。具體來講就是，當(dāng)前事務(wù)先進(jìn)行了一次數(shù)據(jù)讀取，然后再次讀取到的數(shù)據(jù)是別的事務(wù)修改成功的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致兩次讀取到的數(shù)據(jù)不匹配。

（3）幻影讀

T1 讀取某個(gè)范圍的數(shù)據(jù)，T2 在這個(gè)范圍內(nèi)插入新的數(shù)據(jù)，T1 再次讀取這個(gè)范圍的數(shù)據(jù)，此時(shí)讀取的結(jié)果和和第一次讀取的結(jié)果不同?；蛘哂酶ㄋ椎卣f，事務(wù)A首先根據(jù)條件索引得到N條數(shù)據(jù)，然后事務(wù)B改變了這N條數(shù)據(jù)之外的M條或者增添了M條符合事務(wù)A搜索條件的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致事務(wù)A再次搜索發(fā)現(xiàn)有N+M條數(shù)據(jù)了，就產(chǎn)生了幻讀。換句話說，當(dāng)前事務(wù)讀第一次取到的數(shù)據(jù)比后來讀取到數(shù)據(jù)條目少。

3、封鎖

（1）封鎖粒度

MySQL 中提供了兩種封鎖粒度：行級鎖以及表級鎖。應(yīng)該盡量只鎖定需要修改的那部分?jǐn)?shù)據(jù)，而不是所有的資源。鎖定的數(shù)據(jù)量越少，發(fā)生鎖爭用的可能就越小，系統(tǒng)的并發(fā)程度就越高。但是加鎖需要消耗資源，鎖的各種操作（包括獲取鎖、釋放鎖、以及檢查鎖狀態(tài)）都會增加系統(tǒng)開銷。因此封鎖粒度越小，系統(tǒng)開銷就越大。在選擇封鎖粒度時(shí)，需要在鎖開銷和并發(fā)程度之間做一個(gè)權(quán)衡。

（2）封鎖類型

A．讀寫鎖

排它鎖簡寫為 X 鎖，又稱寫鎖；共享鎖簡寫為 S 鎖，又稱讀鎖。有以下兩個(gè)規(guī)定：一個(gè)事務(wù)對數(shù)據(jù)對象 A 加了 X 鎖，就可以對 A 進(jìn)行讀取和更新。加鎖期間其它事務(wù)不能對 A 加任何鎖。一個(gè)事務(wù)對數(shù)據(jù)對象 A 加了 S 鎖，可以對 A 進(jìn)行讀取操作，但是不能進(jìn)行更新操作。加鎖期間其它事務(wù)能對 A 加 S 鎖，但是不能加 X 鎖。

B． 意向鎖

使用意向鎖（Intention Locks）可以更容易地支持多粒度封鎖。在存在行級鎖和表級鎖的情況下，事務(wù) T 想要對表 A 加 X 鎖，就需要先檢測是否有其它事務(wù)對表 A 或者表 A 中的任意一行加了鎖，那么就需要對表 A 的每一行都檢測一次，這是非常耗時(shí)的。意向鎖在原來的 X/S 鎖之上引入了 IX/IS，IX/IS 都是表鎖，用來表示一個(gè)事務(wù)想要在表中的某個(gè)數(shù)據(jù)行上加 X 鎖或 S 鎖。有以下兩個(gè)規(guī)定：一個(gè)事務(wù)在獲得某個(gè)數(shù)據(jù)行對象的 S 鎖之前，必須先獲得表的 IS 鎖或者更強(qiáng)的鎖；一個(gè)事務(wù)在獲得某個(gè)數(shù)據(jù)行對象的 X 鎖之前，必須先獲得表的 IX 鎖。

（3）封鎖協(xié)議

封鎖協(xié)議分為三級封鎖協(xié)議和兩段鎖協(xié)議。MySQL 的 InnoDB 存儲引擎采用兩段鎖協(xié)議，會根據(jù)隔離級別在需要的時(shí)候自動(dòng)加鎖，并且所有的鎖都是在同一時(shí)刻被釋放，這被稱為隱式鎖定。InnoDB 也可以使用特定的語句進(jìn)行顯示鎖定：

SELECT ... LOCK In SHARE MODE;SELECT ... FOR UPDATE;

4、隔離級別

為了避免丟失更新、臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀，在標(biāo)準(zhǔn)SQL規(guī)范中，定義了4個(gè)事務(wù)隔離級別，不同的隔離級別對事務(wù)的處理不同。具體如下圖：

5、多版本并發(fā)控制

多版本并發(fā)控制是MySQL的InnoDB存儲引擎實(shí)現(xiàn)隔離級別的一種具體方式，用于實(shí)現(xiàn)提交讀和可重復(fù)讀這兩種隔離級別。而未提交讀隔離級別總是讀取最新的數(shù)據(jù)行，無需使用 MVCC?？纱谢綦x級別需要對所有讀取的行都加鎖，單純使用MVCC無法實(shí)現(xiàn)。MVCC在大多數(shù)情況下代替了行鎖。最早的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，只有讀讀之間可以并發(fā)，讀寫，寫讀，寫寫都要阻塞。引入多版本之后，只有寫寫之間相互阻塞，其他三種操作都可以并行，這樣大幅度提高了InnoDB的并發(fā)度。但是，使用MVCC每行記錄都需要額外的存儲空間，需要做更多的行維護(hù)和檢查工作。

6、Next-Key Lock

（1）Record Lock

鎖定一個(gè)記錄上的索引，而不是記錄本身。如果表沒有設(shè)置索引，InnoDB 會自動(dòng)在主鍵上創(chuàng)建隱藏的聚簇索引，因此 Record Lock 依然可以使用。

（2）Gap Locks

鎖定索引之間的間隙，但是不包含索引本身。例如當(dāng)一個(gè)事務(wù)執(zhí)行以下語句，其它事務(wù)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 的結(jié)合，不僅鎖定一個(gè)記錄上的索引，也鎖定索引之間的間隙。例如一個(gè)索引包含以下值：10, 11, 13, and 20，那么就需要鎖定以下區(qū)間：

(negative infinity, 10](10, 11](11, 13](13, 20](20, positive infinity)

到此，關(guān)于“數(shù)據(jù)庫原理知識點(diǎn)有哪些”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！