数据库事务并发控制技术

数据库处理的经典资料：如何有效处理数据库事务并实现并发操作。

事务嵌套是指允许事务中包含其他事务，如顶层事务可以包含子事务。这种技术在并发控制中具有重要意义。

应用系统的并发控制级别设置影响系统的并发程度和吞吐量。在同一时刻，它决定了对相关数据进行修改的可能性。不同的应用系统对并发错误的容忍程度也有所不同，例如银行系统通常对金钱错误毫不妥协，而网上论坛可能允许某些错误的发生。

长事务的并发控制将长事务视为一组相关的子事务。在这个过程中，使用偏序P来提高并发度。子事务ti可以被中止，而不需要强制中止整个长事务T。T有权重新启动ti，也可以选择不执行ti。如果ti提交了，这个动作并不意味着ti是永久性的。如果T中止，ti也可能中止，或者需要进行补偿。T的执行过程必须遵守偏序P，从而可能同时运行多个子事务。即使某些子事务失败，也可以局部回滚，而不必回滚整个长事务。

尽管单个事务的独立执行不会破坏数据库的完整性，但是当它们并发执行时，如果没有适当的控制，可能会导致以下问题：1. 并发不一致问题：A B A 1）不可重复读：事务T读取X；事务T修改X为X’；事务T再次读取X（实际上读取到了X’）； 2）脏读：事务T修改X为X’；事务T读取X（实际上读取到了X’）；事务T被回滚，X’又恢复为X； A A B

在数据库事务处理与并发控制过程中，我们可以通过以下案例来说明并发异常的问题。假设有两个事务同时执行，事务1和事务2。初始时刻，数据库中数值为1。事务1读取A的值并将其加上40，然后写回数据库，使得A的值变为140，并提交事务。而事务2在事务1提交后读取A的值为140，并将其加上50，最后将结果190写回数据库并提交事务。这种并发执行导致最终数据库中A的值不符合预期，展示了并发控制的必要性。

在SQL Server数据库管理系统中，嵌套事务是一种事务管理机制，它允许一个事务嵌套在另一个事务中。 顶层事务(Top-level transaction): 最外层的事务称为顶层事务，它可以包含一个或多个子事务。 子事务(Subtransaction): 嵌套在其他事务内部的事务称为子事务。子事务可以提交或回滚，其结果会影响父事务。 示例 假设有一个银行转账场景，需要从账户A扣款并将款项存入账户B。我们可以使用嵌套事务来实现此操作： 开始顶层事务 开始子事务1： 从账户A扣款 提交或回滚子事务1： 如果扣款成功，则提交子事务1；否则，回滚子事务1。 开始子事务2： 将款项存入账户B 提交或回滚子事务2： 如果存款成功，则提交子事务2；否则，回滚子事务2。 提交或回滚顶层事务： 如果两个子事务都成功提交，则提交顶层事务；否则，回滚顶层事务。 通过使用嵌套事务，可以将复杂的操作分解为多个原子操作，并确保所有操作都成功执行或全部回滚，从而维护数据的一致性。

在运行时，如果批处理或事务中的某个操作违反约束条件，系统会默认只回滚到产生错误的语句。通过启用XACT_ABORT开关，系统能够自动回滚当前事务中产生错误的操作。这种优化可以有效提升数据库操作的稳定性和一致性。

并发控制（续）图11.1展示了事务的不同执行方式：（a）事务的串行执行方式；（b）事务的交叉并发执行方式。随着数据库技术的发展，优化并发控制是提高数据库执行效率的关键。