1. 事务与ACID属性★★☆☆☆⏱ 3 min

事务是数据库中的逻辑工作单元，由一个或多个数据库操作（例如读、写、更新或删除）组成。事务被设计为单个不可分割的单元，即使发生错误或多个并发访问，也能维护数据完整性。

• 所有可靠的数据库系统都要求事务遵循四个核心属性，即ACID属性：

• • 原子性：事务中的所有操作要么全部成功完成，要么全部不执行；如果任何步骤失败，数据库将回滚到事务开始前的状态。
• • 一致性：事务必须将数据库从一个有效状态转换到另一个有效状态，始终遵守所有预定义的数据库规则（约束、完整性规则）。
• • 隔离性：并发运行的事务不会互相干扰；每个事务的表现就像它独自在数据库上运行一样。
• • 持久性：一旦事务提交，其修改就是永久的，能够经受任何系统崩溃或断电。

Exam tip:

CIE考试经常要求你命名并解释每个ACID属性，你必须能定义全部四个属性，而不只是命名，考试要求你描述每个属性的含义。

2. 常见并发异常★★★☆☆⏱ 3 min

当多个事务同时（并发）访问同一数据库数据时，即使每个事务单独运行都是正确的，它们也会互相干扰，产生不一致的结果。这些不一致被称为并发异常。

• CIE考试经常考察三种主要的并发异常：

• 1. 脏读：一个事务读取了未提交事务写入的数据，如果未提交事务被回滚，读取到的数据就是无效的。
• 2. 不可重复读：一个事务两次读取同一行，得到不同的值，因为另一个事务在两次读取之间修改并提交了该行。
• 3. 幻读：一个事务两次运行同一个查询，得到不同的行数，因为另一个事务在两次查询之间插入或删除了行并提交。

3. 并发控制：锁机制★★★☆☆⏱ 4 min

锁机制是应用最广泛的并发控制方法。其工作原理是让事务在访问数据项之前获取锁，防止其他事务的冲突访问。

• 大多数锁机制系统使用两种常见的锁类型：

• • 共享（读）锁：多个事务可以对同一数据项持有共享锁。当事务仅需要读取数据、不修改时，获取共享锁。
• • 排他（写）锁：任意时刻只能有一个事务对数据项持有排他锁。当事务需要修改数据时，获取排他锁。

4. 其他并发控制方法★★★★☆⏱ 2 min

除了锁机制之外，还有其他并发控制方法可以避免锁机制的一些缺点，例如死锁。CIE考试考察的两种常见方法是时间戳排序和乐观并发控制。

• • 时间戳排序：每个事务在启动时被分配一个唯一时间戳。只有当事务的时间戳早于该数据项上任何读/写操作的最新时间戳时，事务才能写入该数据项。冲突事务会被回滚，并用新时间戳重启。
• • 乐观并发控制：该方法假设事务之间的冲突很少发生，因此它允许事务不获取锁就执行，仅在事务尝试提交时检查冲突。如果发现冲突，事务会被回滚并重启。