auto commit

notes/数据库系统原理.md

@@ -1,17 +1,23 @@
 <!-- GFM-TOC -->
 * [一、事务](#一事务)
     * [概念](#概念)
-    * [四大特性](#四大特性)
+    * [ACID](#acid)
     * [AUTOCOMMIT](#autocommit)
 * [二、并发一致性问题](#二并发一致性问题)
-    * [问题](#问题)
-    * [解决方法](#解决方法)
+    * [丢失修改](#丢失修改)
+    * [读脏数据](#读脏数据)
+    * [不可重复读](#不可重复读)
+    * [幻影读](#幻影读)
 * [三、封锁](#三封锁)
     * [封锁粒度](#封锁粒度)
     * [封锁类型](#封锁类型)
     * [封锁协议](#封锁协议)
     * [MySQL 隐式与显示锁定](#mysql-隐式与显示锁定)
 * [四、隔离级别](#四隔离级别)
+    * [未提交读（READ UNCOMMITTED）](#未提交读read-uncommitted)
+    * [提交读（READ COMMITTED）](#提交读read-committed)
+    * [可重复读（REPEATABLE READ）](#可重复读repeatable-read)
+    * [可串行化（SERIALIXABLE）](#可串行化serialixable)
 * [五、多版本并发控制](#五多版本并发控制)
     * [版本号](#版本号)
     * [Undo 日志](#undo-日志)
@@ -25,17 +31,11 @@
     * [函数依赖](#函数依赖)
     * [异常](#异常)
     * [范式](#范式)
-* [八、数据库系统概述](#八数据库系统概述)
-    * [基本术语](#基本术语)
-    * [数据库的三层模式和两层映像](#数据库的三层模式和两层映像)
-* [九、关系数据库建模](#九关系数据库建模)
-    * [ER 图](#er-图)
-* [十、约束](#十约束)
-    * [1. 键码](#1-键码)
-    * [2. 单值约束](#2-单值约束)
-    * [3. 引用完整性约束](#3-引用完整性约束)
-    * [4. 域约束](#4-域约束)
-    * [5. 一般约束](#5-一般约束)
+* [八、ER 图](#八er-图)
+    * [实体的三种联系](#实体的三种联系)
+    * [表示出现多次的关系](#表示出现多次的关系)
+    * [联系的多向性](#联系的多向性)
+    * [表示子类](#表示子类)
 * [参考资料](#参考资料)
 <!-- GFM-TOC -->
 
@@ -46,17 +46,21 @@
 
 <div align="center"> <img src="../pics//185b9c49-4c13-4241-a848-fbff85c03a64.png"/> </div><br>
 
-事务指的是满足 ACID 特性的一系列操作。在数据库中，可以通过 Commit 提交一个事务，也可以使用 Rollback 进行回滚。
+事务指的是满足 ACID 特性的一组操作，可以通过 Commit 提交一个事务，也可以使用 Rollback 进行回滚。
 
-## 四大特性
+## 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，要么全部失败回滚。
 
+回滚可以用日志来实现，日志记录着事务所执行的修改操作，在回滚时方向执行这些修改操作即可。
+
 ### 2. 一致性（Consistency）
 
-数据库在事务执行前后都保持一致性状态。在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。
+数据库在事务执行前后都保持一致性状态。
+
+在一致性状态下，所有事务对一个数据的读取结果都是相同的。
 
 ### 3. 隔离性（Isolation）
 
@@ -64,7 +68,20 @@
 
 ### 4. 持久性（Durability）
 
-一旦事务提交，则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃，事务执行的结果也不能丢失。可以通过数据库备份和恢复来保证持久性。
+一旦事务提交，则其所做的修改将会永远保存到数据库中。即使系统发生崩溃，事务执行的结果也不能丢失。
+
+可以通过数据库备份和恢复来实现，在系统发生奔溃时，使用备份的数据库进行数据恢复。
+
+----
+
+事务的 ACID 特性概念简单，但不是很好理解，主要是因为这几个特性不是一种平级关系：
+
+- 只有满足一致性，事务的执行结果才是正确的。
+- 在无并发的情况下，事务串行执行，隔离性一定能够满足。此时要只要能满足原子性，就一定能满足一致性。
+- 在并发的情况下，多个事务并发执行，事务不仅要满足原子性，还需要满足隔离性，才能满足一致性。
+- 事务满足持久化是为了能应对数据库奔溃的情况。
+
+<div align="center"> <img src="../pics//7b48448f-cbe3-4287-9041-f56566b9d0b4.png"/> </div><br>
 
 ## AUTOCOMMIT
 
@@ -72,41 +89,35 @@ MySQL 默认采用自动提交模式。也就是说，如果不显式使用`STAR
 
 # 二、并发一致性问题
 
-在并发环境下，一个事务如果受到另一个事务的影响，那么事务操作就无法满足一致性条件。
+在并发环境下，事务的隔离性很难保证，因此会出现很多并发一致性问题。
 
-## 问题
-
-### 1. 丢失修改
+## 丢失修改
 
 T<sub>1</sub> 和 T<sub>2</sub> 两个事务都对一个数据进行修改，T<sub>1</sub> 先修改，T<sub>2</sub> 随后修改，T<sub>2</sub> 的修改覆盖了 T<sub>1</sub> 的修改。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//88ff46b3-028a-4dbb-a572-1f062b8b96d3.png"/> </div><br>
 
-### 2. 读脏数据
+## 读脏数据
 
 T<sub>1</sub> 修改一个数据，T<sub>2</sub> 随后读取这个数据。如果 T<sub>1</sub> 撤销了这次修改，那么 T<sub>2</sub> 读取的数据是脏数据。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//dd782132-d830-4c55-9884-cfac0a541b8e.png"/> </div><br>
 
-### 3. 不可重复读
+## 不可重复读
 
 T<sub>2</sub> 读取一个数据，T<sub>1</sub> 对该数据做了修改。如果 T<sub>2</sub> 再次读取这个数据，此时读取的结果和第一次读取的结果不同。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//c8d18ca9-0b09-441a-9a0c-fb063630d708.png"/> </div><br>
 
-### 4. 幻影读
+## 幻影读
 
 T<sub>1</sub> 读取某个范围的数据，T<sub>2</sub> 在这个范围内插入新的数据，T<sub>1</sub> 再次读取这个范围的数据，此时读取的结果和和第一次读取的结果不同。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//72fe492e-f1cb-4cfc-92f8-412fb3ae6fec.png"/> </div><br>
 
-## 解决方法
+----
 
-产生并发不一致性问题主要原因是破坏了事务的隔离性，解决方法是通过并发控制来保证隔离性。
-
-在没有并发的情况下，事务以串行的方式执行，互不干扰，因此可以保证隔离性。在并发的情况下，如果能通过并发控制，让事务的执行结果和某一个串行执行的结果相同，就认为事务的执行结果满足隔离性要求，也就是说是正确的。把这种事务执行方式称为  **可串行化调度** 。
-
-**并发控制可以通过封锁来实现，但是封锁操作需要用户自己控制，相当复杂。数据库管理系统提供了事务的隔离级别，让用户以一种更轻松的方式处理并发一致性问题。** 
+产生并发不一致性问题主要原因是破坏了事务的隔离性，解决方法是通过并发控制来保证隔离性。并发控制可以通过封锁来实现，但是封锁操作需要用户自己控制，相当复杂。数据库管理系统提供了事务的隔离级别，让用户以一种更轻松的方式处理并发一致性问题。
 
 # 三、封锁
 
@@ -118,7 +129,7 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。
 
 应该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，发生锁争用的可能就越小，系统的并发程度就越高。
 
-但是加锁需要消耗资源，锁的各种操作，包括获取锁，检查锁是否已经解除、释放锁，都会增加系统开销。因此封锁粒度越小，系统开销就越大。
+但是加锁需要消耗资源，锁的各种操作（包括获取锁、释放锁、以及检查锁状态）都会增加系统开销。因此封锁粒度越小，系统开销就越大。
 
 在选择封锁粒度时，需要在锁开销和并发程度之间做一个权衡。
 
@@ -176,7 +187,7 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。
 
 事务 T 要修改数据 A 时必须加 X 锁，直到 T 结束才释放锁。
 
-可以解决丢失修改问题，因为不能同时有两个事务对同一个数据进行修改，那么一个事务的修改就不会被覆盖。
+可以解决丢失修改问题，因为不能同时有两个事务对同一个数据进行修改，那么事务的修改就不会被覆盖。
 
 | T<sub>1</sub> | T<sub>1</sub> |
 | :--: | :--: |
@@ -237,9 +248,11 @@ MySQL 中提供了两种封锁粒度：行级锁以及表级锁。
 
 ### 2. 两段锁协议
 
-加锁和解锁分为两个阶段进行。事务 T 对数据 A 进行读或者写操作之前，必须先获得对 A 的封锁，并且在释放一个封锁之后，T 不能再获得任何的其它锁。
+加锁和解锁分为两个阶段进行。
 
-事务遵循两段锁协议是保证并发操作可串行化调度的充分条件。例如以下操作满足两段锁协议，它是可串行化调度。
+可串行化调度是指，通过并发控制，使得并发执行的事务结果与某个串行执行的事务结果相同。
+
+事务遵循两段锁协议是保证可串行化调度的充分条件。例如以下操作满足两段锁协议，它是可串行化调度。
 
 ```html
 lock-x(A)...lock-s(B)...lock-s(C)...unlock(A)...unlock(C)...unlock(B)
@@ -264,23 +277,23 @@ SELECT ... FOR UPDATE;
 
 # 四、隔离级别
 
-<font size=4>  **1. 未提交读（READ UNCOMMITTED）** </font> </br>
+## 未提交读（READ UNCOMMITTED）
 
 事务中的修改，即使没有提交，对其它事务也是可见的。
 
-<font size=4>  **2. 提交读（READ COMMITTED）** </font> </br>
+## 提交读（READ COMMITTED）
 
 一个事务只能读取已经提交的事务所做的修改。换句话说，一个事务所做的修改在提交之前对其它事务是不可见的。
 
-<font size=4>  **3. 可重复读（REPEATABLE READ）** </font> </br>
+## 可重复读（REPEATABLE READ）
 
 保证在同一个事务中多次读取同样数据的结果是一样的。
 
-<font size=4>  **4. 可串行化（SERIALIXABLE）** </font> </br>
+## 可串行化（SERIALIXABLE）
 
 强制事务串行执行。
 
-<font size=4>  **四个隔离级别的对比** </font> </br>
+----
 
 | 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻影读 |
 | :---: | :---: | :---:| :---: |
@@ -311,7 +324,7 @@ InnoDB 的 MVCC 使用到的快照存储在 Undo 日志中，该日志通过回
 
 ## 实现过程
 
-以下过程针对可重复读（REPEATABLE READ）隔离级别。
+以下实现过程针对可重复读隔离级别。
 
 ### 1. SELECT
 
@@ -407,7 +420,9 @@ SELECT c FROM t WHERE c BETWEEN 10 and 20 FOR UPDATE;
 
 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它所有属性并且是最小的，那么该集合就称为键码。
 
-对于 W->A，如果能找到 W 的真子集 W'，使得 W'-> A，那么 W->A 就是部分函数依赖，否则就是完全函数依赖；
+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，则 A->C 是一个传递依赖。
 
 ## 异常
 
@@ -511,87 +526,25 @@ Sname, Sdept 和 Mname 都部分依赖于键码，当一个学生选修了多门
 | 学院-1 | 院长-1 |
 | 学院-2 | 院长-2 |
 
-### 4. BC 范式（BCNF）
-
-所有属性不传递依赖于键码。
-
-关系 STC(Sname, Tname, Cname, Grade) 的四个属性分别为学生姓名、教师姓名、课程名和成绩，它的键码为 (Sname, Cname, Tname)，有以下函数依赖：
-
-- Sname, Cname -> Tname
-- Sname, Cname -> Grade
-- Sname, Tname -> Cname
-- Sname, Tname -> Grade
-- Tname -> Cname
-
-存在着以下函数传递依赖：
-
-- Sname -> Tname -> Cname
-
-可以分解成 SC(Sname, Cname, Grade) 和 ST(Sname, Tname)，对于 ST，属性之间是多对多关系，无函数依赖。
-
-# 八、数据库系统概述
-
-## 基本术语
-
-### 1. 数据模型
-
-由数据结构、数据操作和完整性三个要素组成。
-
-### 2. 数据库系统
-
-数据库系统包含所有与数据库相关的内容，包括数据库、数据库管理系统、应用程序以及数据库管理员和用户，还包括相关的硬件和软件。
-
-## 数据库的三层模式和两层映像
-
-- 外模式：局部逻辑结构
-- 模式：全局逻辑结构
-- 内模式：物理结构
-
-<div align="center"> <img src="../pics//20150928140509757.png" width="600"/> </div><br>
-
-### 1. 外模式
-
-又称用户模式，是用户和数据库系统的接口，特定的用户只能访问数据库系统提供给他的外模式中的数据。例如不同的用户创建了不同数据库，那么一个用户只能访问他有权限访问的数据库。
-
-一个数据库可以有多个外模式，一个用户只能有一个外模式，但是一个外模式可以给多个用户使用。
-
-### 2. 模式
-
-可以分为概念模式和逻辑模式，概念模式可以用概念-关系来描述；逻辑模式使用特定的数据模式（比如关系模型）来描述数据的逻辑结构，这种逻辑结构包括数据的组成、数据项的名称、类型、取值范围。不仅如此，逻辑模式还要描述数据之间的关系、数据的完整性与安全性要求。
-
-### 3. 内模式
-
-又称为存储模式，描述记录的存储方式，例如索引的组织方式、数据是否压缩以及是否加密等等。
-
-### 4. 外模式/模式映像
-
-把外模式的局部逻辑结构和模式的全局逻辑结构联系起来。该映像可以保证数据和应用程序的逻辑独立性。
-
-### 5. 模式/内模式映像
-
-把模式的全局逻辑结构和内模式的物理结构联系起来，该映像可以保证数据和应用程序的物理独立性。
-
-# 九、关系数据库建模
-
-## ER 图
+# 八、ER 图
 
 Entity-Relationship，有三个组成部分：实体、属性、联系。
 
-### 1. 实体的三种联系
+## 实体的三种联系
 
-联系包含一对一，一对多，多对多三种。
+包含一对一，一对多，多对多三种。
 
 如果 A 到 B 是一对多关系，那么画个带箭头的线段指向 B；如果是一对一，画两个带箭头的线段；如果是多对多，画两个不带箭头的线段。下图的 Course 和 Student 是一对多的关系。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//292b4a35-4507-4256-84ff-c218f108ee31.jpg"/> </div><br>
 
-### 2. 表示出现多次的关系
+## 表示出现多次的关系
 
 一个实体在联系出现几次，就要用几条线连接。下图表示一个课程的先修关系，先修关系出现两个 Course 实体，第一个是先修课程，后一个是后修课程，因此需要用两条线来表示这种关系。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//8b798007-e0fb-420c-b981-ead215692417.jpg"/> </div><br>
 
-### 3. 联系的多向性
+## 联系的多向性
 
 虽然老师可以开设多门课，并且可以教授多名学生，但是对于特定的学生和课程，只有一个老师教授，这就构成了一个三元联系。
 
@@ -601,35 +554,12 @@ Entity-Relationship，有三个组成部分：实体、属性、联系。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//de9b9ea0-1327-4865-93e5-6f805c48bc9e.png"/> </div><br>
 
-### 4. 表示子类
+## 表示子类
 
 用一个三角形和两条线来连接类和子类，与子类有关的属性和联系都连到子类上，而与父类和子类都有关的连到父类上。
 
 <div align="center"> <img src="../pics//7ec9d619-fa60-4a2b-95aa-bf1a62aad408.jpg"/> </div><br>
 
-# 十、约束
-
-## 1. 键码
-
-用于唯一表示一个实体。
-
-键码可以由多个属性构成，每个构成键码的属性称为码。
-
-## 2. 单值约束
-
-某个属性的值是唯一的。
-
-## 3. 引用完整性约束
-
-一个实体的属性引用的值在另一个实体的某个属性中存在。
-
-## 4. 域约束
-
-某个属性的值在特定范围之内。
-
-## 5. 一般约束
-
-比如大小约束，数量约束。
 
 # 参考资料