在前面的课程中介绍了 DBMS 的主要模块及架构，自底向上依次是 Disk Manager、Buffer Pool Manager、Access Methods、Operator Execution 及 Query Planning。但数据库要解决的问题并不仅仅停留在功能的实现上，它还需要具备：

满足多个用户同时读写数据，即 Concurrency Control，如： 两个用户同时写入同一条记录

面对故障，如宕机，能恢复到之前的状态，即 Recovery，如： 你在银行系统转账时，转到一半忽然停电

Concurrency Control 与 Recovery 都是 DBMSs 的重要特性，它们渗透在 DBMS 的每个主要模块中。而二者的基础都是具备 ACID 特性的 Transactions，因此本节的讨论从 Transactions 开始

Transactions

A transaction is the execution of a sequence of one or more operations (e.g., SQL queries) on a shared database to perform some higher-level function.

用一句白话说，transaction 是 DBMS 状态变化的基本单位，一个 transaction 只能有执行和未执行两个状态，不存在部分执行的状态。

一个典型的 transaction 实例就是：从 A 账户转账 100 元至 B 账户：

检查 A 的账户余额是否超过 100 元

从 A 账户中扣除 100 元

往 B 账户中增加 100 元

Strawman/Simple System

系统中只存在一个线程负责执行 transaction：

任何时刻只能有一个 transaction 被执行且每个 transaction 开始执行就必须执行完毕才轮到下一个

在 transaction 启动前，将整个 database 数据复制到新文件中，并在新文件上执行改动

如果 transaction 执行成功，就用新文件覆盖原文件

如果 transaction 执行失败，则删除新文件即可

Strawman System 的缺点很明显，无法利用多核计算能力并行地执行相互独立的多个 transactions，从而提高 CPU 利用率、吞吐量，减少用户的响应时间，但其难度也是显而易见的，获得种种好处的同时必须保证数据库的正确性和 transactions 之间的公平性。 显然我们无法让 transactions 的执行过程在时间线上任意重叠，因为这可能导致数据的永久不一致。于是我们需要一套标准来定义数据的正确性。

Formal Definitions

Database: A fixed set of named data objects (e.g., A, B, C, ...)

Transaction: A sequence of read and write operations (e.g., R(A), W(B), ...)

transaction 的正确性标准称为 ACID：

Atomicity："all or nothing"

Consistency: "it looks correct to me"

Isolation: "as if alone"

Durability: "survive failures"

事物的四大特性性，ACID

原文链接https://zhenghe.gitbook.io/open-courses/cmu-15-445-645-database-systems/concurrency-control-theory

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