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第一篇 事务管理与并发控制基础理论2

第1章 数据库管理系统的事务原理2

1.1 事务模型要解决的问题2

1.1.1 为什么需要事务处理机制2

1.1.2 事务机制要处理的问题——事务故障、系统故障、介质故障4

1.1.3 并发带来的问题——三种常见的读数据异常现象4

1.1.4 并发带来的问题——写－写并发操作引发的数据异常现象8

1.1.5 语义约束引发的数据异常现象9

1.1.6 其他的异常11

1.1.7 深入探讨三种读数据异常现象13

1.2 事务处理技术的原理17

1.2.1 什么是事务17

1.2.2 事务的属性20

1.2.3 ACID的实现技术24

1.3 事务的模型26

1.4 并发控制技术27

1.4.1 并发控制技术的实现策略27

1.4.2 并发控制技术的实现技术28

1.5 日志技术与恢复子系统31

1.6 本章小结32

第2章 深入理解事务管理和并发控制技术33

2.1 在正确性和效率之间平衡33

2.1.1 隔离级别34

2.1.2 快照隔离36

2.1.3 理解可见性39

2.2 并发控制40

2.2.1 基于锁的并发控制方法42

2.2.2 基于时间戳的并发控制方法47

2.2.3 基于有效性检查的并发控制方法52

2.2.4 基于MVCC的并发控制方法53

2.2.5 基于MVCC的可串行化快照隔离并发控制方法56

2.2.6 再深入探讨三种读数据异常现象60

2.3 并发控制技术的比较62

2.3.1 并发控制技术整体比较62

2.3.2 S2PL和SS2PL的比较64

2.3.3 事务属性与并发控制技术的关系65

2.3.4 SCO和SS2PL的比较66

2.3.5 TO和SS2PL的比较67

2.4 深入探讨隔离级别68

2.4.1 隔离级别与基于锁的并发控制方法68

2.4.2 隔离级别与各种并发控制技术69

2.5 事务的管理70

2.5.1 事务的开始71

2.5.2 事务的提交71

2.5.3 事务的中止与回滚72

2.5.4 子事务与SAVEPOINT72

2.5.5 长事务的管理73

2.5.6 XA74

2.6 事务相关的实战问题讨论75

2.7 本章小结76

第二篇 事务管理与并发控制应用实例研究78

第3章 Informix事务管理与并发控制78

3.1 Informix的事务操作78

3.1.1 开始事务78

3.1.2 提交事务79

3.1.3 回滚事务80

3.1.4 XA事务80

3.1.5 事务模型82

3.2 Informix的封锁技术83

3.2.1 锁的级别83

3.2.2 锁的粒度84

3.3 隔离级别与数据异常85

3.3.1 Informix支持的隔离级别85

3.3.2 隔离级别与日志的模式86

3.3.3 写偏序异常87

3.4 本章小结88

第4章 PostgreSQL事务管理与并发控制89

4.1 PostgreSQL事务操作89

4.1.1 开始事务90

4.1.2 提交事务90

4.1.3 回滚事务90

4.1.4 XA事务91

4.1.5 自动控制事务91

4.2 SQL操作与锁92

4.2.1 锁的研究准备92

4.2.2 INSERT操作触发的锁94

4.2.3 SELECT操作触发的锁94

4.2.4 SELECT FOR UPDATE操作触发的锁97

4.2.5 UPDATE操作触发的锁100

4.2.6 DELETE操作触发的锁103

4.2.7 ANALYZE操作触发的锁106

4.2.8 CREATE INDEX操作触发的锁106

4.2.9 CREATE TRIGGER操作触发的锁107

4.2.10 锁的相关参数108

4.3 隔离级别与数据异常108

4.3.1 SQL标准定义的三种读异常108

4.3.2 写偏序异常115

4.4 本章小结118

第5章 InnoDB事务管理与并发控制119

5.1 InnoDB的事务模型119

5.1.1 开始事务120

5.1.2 提交事务与回滚事务121

5.1.3 MySQL的XA122

5.2 InnoDB基于锁的并发控制123

5.2.1 基于封锁技术实现基本的并发控制123

5.2.2 锁的种类124

5.2.3 锁的施加规则127

5.2.4 获取InnoDB行锁争用情况129

5.2.5 死锁129

5.3 InnoDB基于MVCC的并发控制130

5.4 隔离级别与数据异常131

5.4.1 SQL标准定义的三种读异常131

5.4.2 写偏序异常134

5.5 本章小结138

第6章 Oracle事务管理与并发控制139

6.1 Oracle的事务操作139

6.1.1 事务管理139

6.1.2 事务属性和隔离级别140

6.1.3 XA事务141

6.2 Oracle的封锁技术142

6.2.1 元数据锁的级别142

6.2.2 用户数据锁的级别143

6.3 MVCC技术145

6.3.1 MVCC的历史145

6.3.2 深入理解MVCC147

6.3.3 Oracle的MVCC149

6.4 隔离级别与数据异常157

6.4.1 Oracle支持的隔离级别157

6.4.2 写偏序异常158

6.5 本章小结160

第三篇 PostgreSQL事务管理与并发控制源码分析162

第7章 PostgreSQL事务系统的实现162

7.1 架构概述162

7.1.1 事务和并发控制相关的文件162

7.1.2 事务相关的整体架构164

7.2 事务管理的基础166

7.2.1 事务状态166

7.2.2 事务体171

7.2.3 事务运行的简略过程172

7.3 事务操作173

7.3.1 开始事务173

7.3.2 事务提交177

7.3.3 日志落盘179

7.3.4 事务回滚180

7.3.5 clog185

7.4 子事务的管理186

7.4.1 子事务与父事务的区别186

7.4.2 保存点187

7.5 本章小结188

第8章 PostgreSQL并发控制系统的实现——封锁189

8.1 锁的概述189

8.1.1 锁操作的本质189

8.1.2 与锁相关的文件190

8.1.3 与锁相关的内存初始化191

8.2 系统锁192

8.2.1 SpinLock192

8.2.2 LWLock198

8.2.3 SpinLock与LWLock比较213

8.3 事务锁214

8.3.1 锁的基本信息214

8.3.2 ReguarLock221

8.3.3 行级锁232

8.3.4 Advisory lock（劝告锁）237

8.4 事务锁的管理239

8.4.1 获取锁239

8.4.2 锁查找或创建242

8.4.3 释放锁243

8.4.4 锁冲突检测244

8.5 死锁检测247

8.5.1 数据结构247

8.5.2 等待获取锁与死锁处理248

8.5.3 死锁检测251

8.5.4 进程唤醒252

8.6 从锁的角度看用法254

8.6.1 AccessShareLock254

8.6.2 RowShareLock256

8.6.3 RowExclusiveLock257

8.6.4 ExclusiveLock258

8.6.5 其他的锁260

8.7 本章小结262

第9章 PostgreSQL并发控制系统的实现——MVCC263

9.1 快照264

9.1.1 相关文件264

9.1.2 数据结构265

9.1.3 快照的类型268

9.1.4 快照的管理268

9.1.5 可串行化隔离级别的快照271

9.2 可见性判断与多版本273

9.2.1 可见性判断273

9.2.2 多版本实现282

9.3 可串行化快照原理285

9.3.1 理论基础285

9.3.2 算法实现287

9.4 PostgreSQL可串行化快照的实现289

9.4.1 PostgreSQL的状况289

9.4.2 PostgreSQL实现SSI的理论基础289

9.4.3 谓词锁数据结构297

9.4.4 谓词锁操作306

9.4.5 冲突检测321

9.5 隔离级别336

9.5.1 隔离级别336

9.5.2 各种隔离级别的实现337

9.6 本章小结340

第四篇 InnoDB事务管理与并发控制源码分析342

第10章 InnoDB事务系统的实现342

10.1 架构概述342

10.1.1 事务和并发控制相关的文件342

10.1.2 事务相关的整体架构344

10.2 事务管理的基础346

10.2.1 事务状态346

10.2.2 表示事务的数据结构348

10.2.3 UNDO日志与回滚349

10.2.4 REDO日志350

10.2.5 内部事务的处理352

10.2.6 Mini-Transaction352

10.3 事务操作353

10.3.1 InnoDB的初始化354

10.3.2 开始事务354

10.3.3 提交事务359

10.3.4 日志落盘364

10.3.5 回滚事务367

10.3.6 Mini-Transaction的提交371

10.3.7 Mini-Transaction的回滚373

10.3.8 SAVEPOINT373

10.3.9 XA375

10.3.10 事务的其他内容375

10.4 InnoDB事务模型378

10.5 本章小结382

第11章 InnoDB并发控制系统的实现——两阶段锁383

11.1 锁的概述383

11.1.1 锁操作的本质383

11.1.2 全局锁表384

11.1.3 封锁系统的架构384

11.2 系统锁386

11.2.1 读写锁386

11.2.2 Mutex锁394

11.2.3 其他锁401

11.3 事务锁之记录锁401

11.3.1 记录锁的基本数据结构402

11.3.2 记录锁408

11.3.3 记录锁与隔离级别423

11.4 事务锁之元数据锁433

11.4.1 元数据锁的数据结构433

11.4.2 元数据锁的管理与使用450

11.4.3 死锁处理468

11.5 SQL语义定义锁476

11.5.1 锁的粒度476

11.5.2 重要的数据结构478

11.5.3 InnoDB对接MySQL Server480

11.6 其他类型的锁493

11.6.1 Mini-Transaction加锁493

11.6.2 事务锁之谓词锁494

11.7 事务与锁499

11.8 本章小结500

第12章 InnoDB并发控制系统的实现——MVCC502

12.1 数据结构503

12.1.1 MVCC503

12.1.2 Read View快照504

12.1.3 事务与快照505

12.2 可见性判断506

12.2.1 可见性原则506

12.2.2 二级索引的可见性509

12.3 多版本的实现509

12.3.1 多版本结构509

12.3.2 多版本生成510

12.3.3 多版本查找510

12.3.4 多版本清理511

12.4 一致性读和半一致性读511

12.4.1 一致性读512

12.4.2 半一致性读512

12.5 本章小结513

附录 TDSQL简介514