数据库事务管理与并发控制技术

并发控制是指在多用户同时更新数据库时保证数据完整性的一系列技术。不正确的并发处理可能引发脏读、幻读和不可重复读等问题。其目的在于确保一个用户的操作不会不合理地影响其他用户的工作。这些措施在某些情况下确保多用户操作的结果与单用户操作一致，而在其他情况下，它们确保用户的操作按预期受其他用户影响的方式进行。

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。

随着数据库技术的不断进步，MySQL的多版本并发控制（MVCC）技术正在成为数据管理领域的关键创新。该技术允许数据库系统在并发访问时保持事务的隔离性，从而提高了系统的并发处理能力和数据访问效率。

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。

乐观的并发控制与传统方法不同，它不对事务执行过程进行检查，也不立即对数据库进行修改，而是在事务结束时进行有效性检查。如果事务执行不会破坏可串性，则提交事务；否则撤销并回滚事务，重新尝试。该协议包括三个阶段：1）读取阶段，事务从数据库直接读取数据项X的值，但修改保持在副本中；2）有效性阶段，在提交操作之前，对操作结果进行有效性（可串性）检查；3）写入阶段，如果通过有效性检查，则将事务操作结果写回数据库，否则放弃修改结果，重新尝试事务。这种方法在冲突操作较少时效率较高，但在冲突操作增多时，可能导致大量重启，从而降低效率。

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。

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

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。