深入解析：数据库事物的实现原理(数据库事物实现原理)
数据库事物是现代数据库管理系统中的重要组成部分。它可以帮助我们在数据库中进行一系列的操作过程，确保数据库的完整性和一致性。然而，对于许多用户而言，数据库事物的实现原理可能不是非常清晰。在本文中，我们将深入解析数据库事物的实现原理，以帮助读者更好地理解这一核心概念。
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1. 数据库事物的基本概念
在开始深入讨论数据库事物的实现原理之前，我们需要先理解什么是数据库事物。简单来说，事物是一组互相依赖的数据库操作，这些操作组成了一个整体。事物的单位是一个操作序列，可以包括一些数据读取、数据修改、数据删除和其他与数据相关的操作。这些操作可以通过SQL语句来执行，例如“INSERT”、“UPDATE”、“DELETE”等等。
事物的一个重要功能就是确保数据的完整性和一致性。一组相关的操作要么全部执行成功，要么全部不执行，以保证在操作过程中数据状态的一致性。如果某个操作失败，那么整个事物将被回滚，底层数据库将保持原始的状态，以确保数据的一致性和可靠性。
2. 事物的实现原理
事物的实现原理基于ACID的四个原则：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability）。ACID指的是一种事物处理的方式，确保操作的完整性和一致性，使得所有的操作要么全部被执行，要么全部不能被执行。
2.1 原子性
原子性是指事物必须被视为一个不可分割的操作序列，即要么全部执行，要么全部不执行。原子性假设在一个事物中的每一个单一操作都是原子的，即操作不可以再次分解可执行的部分，例如读一行或写一行数据等等。这是数据库事物实现的之一个原则。
2.2 一致性
数据库事物实现的第二个原则是一致性。一致性是指事物执行后，数据必须保持一致状态。在事物开始和结束时，数据的完整性要保持一致。例如，在一个银行交易中，如果某个事务想要转移100美元，那么这个转移操作必须同时更新两个账户的余额，以保持总金额的一致性。
2.3 隔离性
隔离性是指一个事物的执行不应该对其他事物的执行产生影响，即不应该让其他事物知道没有完全执行的事物。在并发执行大量的事物时，每个事物应该是独立的，互相之间没有影响。这是数据库事物实现的第三个原则。
为了满足隔离性的需求，数据库系统采用了锁机制。当一个事物正在执行时，数据库管理系统可以在事物的更新操作期间对相关数据加锁，以防止其他事物对该数据进行修改。同时，它还支持多级锁定和共享锁定等机制，以满足不同场景的需求。
2.4 持久性
数据库事务实现的第四个原则是持久性。持久性是指一个事物执行完后，在数据库中必须永久保存其结果，即使系统崩溃或发生其他故障也不能影响已经完成的操作结果。这意味着，在事物提交之后，数据库必须将事物的操作结果写入持久性存储器（如硬盘），以确保在系统崩溃或恢复之后都能稳定存储。
3. 事物的实现机制
以上ACID的四个原则，是事物实现的基础，但对于事物的机制还有许多问题需要我们去考虑。下面我们来看一下事务的实现机制。
3.1 开始事物
当一个事物开始时，数据库管理系统会分配所有需要执行操作的资源，并将它们标记为“In Progress”。然后，在事物完成之前，所有资源都将被锁定，以防止其他事物对它们进行修改。
3.2 操作处理
事物中的所有操作被视为连续的操作序列，它们必须按照一定的顺序执行。这些操作可以是读取、插入、更新或删除数据等操作。在执行每个操作时，如果操作成功，事物会将该操作的结果保存在事物日志中，并且向事务日志写入相关数据。
3.3 提交事物
当一个事物完成时，它可以选择提交或回滚。如果事物的所有操作都成功完成，那么事物将被提交，并将其操作结果写入数据库。否则，事物将被回滚，就好像它没有发生一样。在提交事物时，数据库管理系统也会解锁资源并释放它们。
4.
在数据库管理系统中，事物是一个非常重要的概念，并且有一套完整的设计原则和实现机制。一个好的事物机制可以确保数据的完整性和一致性，提高数据库操作的可靠性和性能。在理解这些原则和机制之后，我们可以更好地掌握数据库管理系统中的数据操作，更好地使用数据库来管理和存储我们的数据。
相关问题拓展阅读：
- 什么是数据库事务？
- 数据库为什么要用事务？
什么是数据库事务？
(1):事务（Transaction）是并发控制的单位，是用户定义的一个操作序列。这些操作要么都做，要么都不做，是一个不可分割的工作单位。通过事务，SQL Server能将逻辑相关的一组操作绑定在一起，以便服务器保持数据的完整性。
(2):事务通常是以BEGIN TRANSACTION开始，以COMMIT或ROLLBACK结束。
COMMIT表示提交，即提交事务的所有操作。具体地说就是将事务中所有对数据库的更新写回到磁盘上的物理数据库中去，事务正常结束。
ROLLBACK表示回滚，即在事务运行的过程中发生了某种故障，事务不能继续进行，系统将事务中对数据库的所有以完成的操作全部撤消，滚回到事务开始的状态。
(3):事务运行的三种模式:
A:自动提交事务
每条单独的语句都是一个事务。每个语句后都隐含一个COMMIT。
B:显式事务
以BEGIN TRANSACTION显式开始，以COMMIT或ROLLBACK显式结束。
C:隐性事务
在前一个事务完成时，新事务隐式启动，但每个事务仍以COMMIT或ROLLBACK显式结束。
(4):事务的特性(ACID特性)
A:原子性(Atomicity)
事务是数据库的逻辑工作单位，事务中颤指伍包括的诸操作要么全做，要么全不做。
B:一致性(Consistency)
事逗埋务执行的结果必须是使茄或数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。一致性与原子性是密切相关的。
C:隔离性(Isolation)
一个事务的执行不能被其他事务干扰。
D:持续性/永久性(Durability)
一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。
注:事务是恢复和并发控制的基本单位。
数据库事务(Database Transaction) ，是指作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作，要么完全地执行，要么完全地不执行。
事务处理可以确保除非事务性单元内的所有操作都成功完成，否则不会永久更新面向数据的资源。通过将一组相关操作组合为一个要么全部成功要么全部失败的单元，可以简化错误恢复并使应用程序更加可靠。一个逻辑工作单元要成为事务，必须满足所森告滚谓的ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）属性。
事务是数据库运行中的一个逻辑工作单位，由DBMS中的事务管理子系统负责事务的处理。
相关属性：
原子性（Atomic）（Atomicity)
事务必须是原子工作单元；对于其数据修改，要么全都执行，要么全都不执行。通常，与某个事务关联的操作具有共同的目标，并且是相互依赖的。如果系统只执行这些操作的一个子集，则可能会破坏事务的总体目标。原子性消除了系统处理操作子集的可能性。
一致性（Consistent）(Consistency)
事务在完成时，必须使所有的数据都保持一致状态。在相关数据库中，所有规则都必须应用于事务的修改，以保持所有数据的完整性。事务结束时，所有的内部数据结构（如 B 树索引或双向链表）都必须是正确的。某些维护一友数致性的责任由应用程序开发人员承担，他们必须确保应用程序已强制所有已知的完整性约束。例如，当开发用于转帐的应用程序时，应避免在转帐过程中任意移动小数点。
隔离性（Insulation）(Isolation)
由并发事务所作的修改必须与任何其它并发事务所作的修改隔离。事务查看数据时数据所处的状态，要么是另一并发事务修改它之前的状态，要么是另一事务修改它之后的状态，事务不会查看中间状态的数据。这称为隔离性，因为它能够重新装载起始数据，并且重播一系列事务，以使数据结束时的状态与原始事务执行的状态相同。当事务可序列化时将获得更高的隔离级别。在此级别上，从一组可并行执行的事务获得的结果与通过连续运行每个事务所获此余得的结果相同。由于高度隔离会限制可并行执行的事务数，所以一些应用程序降低隔离级别以换取更大的吞吐量。
持久性（Duration）(Durability）
事务完成之后，它对于系统的影响是永久性的。该修改即使出现致命的系统故障也将一直保持。
数据库事务，是指作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作，要么完全地执行，要么完全地不执行伍脊。 事务处理可以确保除非事务性单元昌橘告内的所有操作都成功完成，否则不会永久更新面向数据的资源。通过将一组相关操作组合为一个要么全部成功要么全部失败的单元，可以简化错误恢复并使应用程序更加可靠。
一个逻辑工作单元要成为事务，必须满足所谓的ACID(原子性、一致性、隔离性和持久性)属性。事务是数据库运行中的逻辑工作单位，由DBMS中的事务管理子系统负责事务的处理。
企业级的数据库管理系统(DBMS)都有责任提供一种保证事务的物理完整性的机制。就常用的SQL Server2023系统而言，它具备锁定设备隔离事务、记录设备保证事务持久性等机制。因此，我们不必关心数据库事务的物理完整性，而应该关注在什么情况下使用数据库事务、事务对性能的影响，如何使用事务等等。
拓展资料：
事务有三种模型:
1、隐式事务是指每一条数据操作语句都自动地成为一个事务，事务的开始是隐式的，事务的结束有明确的标记。
2、显式事务是指有显式的开始和结束标记的事务，每个事务都有显式耐明的开始和结束标记。
3、自动事务是系统自动默认的，开始和结束不用标记。
数据库事务(Database Transaction) ，散辩逗是指作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作，要么完全地执行，要么完全地不执行。 事务处理可以确保除非事务性单元内的所有操作都成功完成，否则不会永久更新面向数据的资源。
拓展资料：
设想网上购物的一次交易，其付款过程至少包括以下几步数据库操作:
一、更新客户所购商品的库存冲卖信息
二、保存客户付款信息–可能包括与银行系统的交互
三、生成订单并且保存到数据库中
四、更新用户相关信息，例如购物数量等等
正常的情况下，这些操作将顺利进行，最终交易成功，与交易相关的所有数据库信息也成功地更新。但是，如果在这一系列过程中任何一个环节出了差错，例如在更新商品库存信息时发生异常、该顾客银行帐户存款不足等，都将导致交易失败。一旦交易失败，数据库中所有信息都必须保持交易前的状态不变，比如最后一步更新用户信息时失败而导致交易失败，那么必须保证这笔失败的交易不影响数据库的状态–库存信息没有被更新、用户也没有付款，订单也没有生成。灶迟否则，数据库的信息将会一片混乱而不可预测。
数据库事务正是用来保证这种情况下交易的平稳性和可预测性的技术。
是指作为单个逻辑工作单元执行的一系列操作，要么完全地执行，要么完全地不执行。 事务处理可以确保除非事务性单元内的所有操作都成功完成，否则不会永久更新面向数据的资源。通过将一组相关操作组合为一个要么全部成功要么全部失败的单元，可以简化错误恢复并使应用程侍竖序更加可靠。
举个例子加深一下理解：同一个银行转账，A转1000块钱给B，这里存在两个操作，一个是A账户扣款1000元，两一个操作是B账户增加1000元，两者就构成了转账这个事务。
事务的4个特性
原子性(Atomic)：事务必须是原子工作单元；对于其数据修改，要么全都执行，要么全都不执行。通常，与某个事务关联的操作具有共同的目标，并且是相互依赖的。如果系统只执行这些操作的老态大一个子集，则可能会破坏事务的总体目标。原子性消除了系统处理操作子集的可能性。
一致性(Consistency)：事务的一致性指的是在一个事务执行之前和执行之后数据库都必须处于一致性状态。这种特性称为事务的一致性。假如数据库的状态满足所有的完整性约束，就说该数据库是一致的。
隔离性(Isolation)：由并发事务所作的修改必须与任何其它并发事务所作的修改隔离。事务查看数据时数据所处的状态，到底是另一个事务执行之前的状态还是中间某个状态，相互之间存在什么影响，是可以通过隔离级别的设置来控制的。
持久性(Durability)：事务结束后，事务处理的结果必须能够得到固化，即写入数据库文件中即使机器宕机数据也不会丢失，它对于系闭段统的影响是永久性的。
数据库为什么要用事务？
所谓事务是用户定义的一个数据库操作序列,这些操作要么全做要么全不做,是一个不可分割的工作单位。例如,在关系数据库中,一个事务可以是一条SQL语句、一组SQL语句或整个程序。
简单举个例子就是你要同时修改数据库中两个不同表的时候，如果它们不是一个事务的话，当之一个表修改完，可是第二表改修出现了异常而没能修改的情况下，就只有第二个表回到未修改之前的状态，而之一个表已经被修改完毕。
而当你把它们设定为一个事务的时候，当之一个表修改完，可是第二表改修出现了异常而没能修改的情况下，之一个表和第二个表都要回到未修改的状态！这就是所谓的事务回滚。例如，在将资金从一个帐户转移到另一个帐户的银行应用中，一个帐户将一定的金额贷记到一个数据库表中，同时另一个帐户将相同的金额借记到另一个数据库表中。由于计算机可能会因停电、网络中断等而出现故障，因此有可能更新了一个表中的行，但没有更新另一个表中的行。如果数据库支持事务，则可以将数据库操作组成一个事务，以防止因这些事件而使数据库出现不一致。如果事务中的某个点发生故障，则所有更新都可以回滚到事务开始之前的状态。如果没有发生故障，则通过以完成状态提交事务来完成更新。
在 ADO.NET 中，可以使用 Connection 和 Transaction 对象来控制事务。可以使用 Connection.BeginTransaction 启动本地事务。一旦开始一个事务，就可以使用 Command 对象的 Transaction 属性在该事务中登记命令。然后，可以根据事务组件的成功或失败情况，使用 Transaction 对象提交或回滚在数据源中所做的修改。
举例，京东买东西，我付钱了，京东收钱了，然后发货。由于网络的原因，我的钱扣了，京东没收到钱，所以不发货，此时我亏了，为了必变这样的问题，我们使用技术保证：客户扣钱成功同时保证商家收到钱，如果客户付钱，商家没有收款成功，此时退回客户的钱，重新支付，这样保证了资金的安全，而这种实现技术，可以通过数据库的事务来实现，rollback回滚到初始状态，commit 确定提交。数据库应用和项目黑马程序员有免费的公开课，官网就能看。找不到对话框可以领取。我两年前就从是看传智的课自学的，后来果断选了他们去培训的。
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