Transactions

• 基本概念
• 调度
  • Conflict serializability 冲突可串行
  • 判断是否冲突可串行
  • 判断是否可恢复
  • Cascading rollback 级联回滚

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基本概念

• A collection of operations that form a single logical unit of work.
• A unit of program execution that accesses and possibly updates various data items.

要解决的问题

• Failure management
• Concurrent execution of multiple transactions

要求：ACID

• Atomicity 原子性
• Consistency 一致性
• Isolation 隔离性
• Durability 保持性

transaction 状态

• Active
• Partially committed
• Failed
• Aborted
• Committed

调度

Conflict serializability 冲突可串行

此处 $S$ 与 $S^{'}$ 是 schedule

conflict equivalent： $S$ 可以通过交换一系列不冲突的指令转换为 $S^{'}$，则称 $S$ 与 $S^{'}$ 冲突等价。 冲突可串行意味着一个 schedule 与某个串行的 schedule 冲突等价。

判断是否冲突可串行

使用 precedence graph，一个有向图。Precedence graph 中的节点是指令， 节点之间有边 $T_i \rightarrow T_j$ 当且仅当

1. $T_i$ 执行 write(Q) 后 $T_j$ 执行 read(Q)
2. $T_i$ 执行 read(Q) 后 $T_j$ 执行 write(Q)
3. $T_i$ 执行 write(Q) 后 $T_j$ 执行 write(Q)

若 precedence graph 中无环，则该 schedule 是冲突可串行的。

判断是否可恢复

若 $T_j$ 在 $T_i$ 写入后读取同一块空间，并且 $T_j$ 先于 $T_i$ commit， 则该 schedule 不可恢复。 例如：

$T_8$	$T_9$
read(A)
write(A)
	read(A)
read(B)

如果 $T_9$ 在 read(A) 后立刻 commit，则不可恢复。

Cascading rollback 级联回滚

在一个事物出错需要回滚时，受这个事物结果影响的所有操作都需要回滚。

Cascadeless schedule

不会出现级联回滚的 schedule，对于任意一对事物 $T_i$ 和 $T_j$， 若 $T_i$ write(Q) 后 $T_j$ read(Q)， $T_i$ 的 commit 在 $T_j$ read(Q) 之前。 Cascadeless schedule 都是可恢复的。