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产品特色

编辑推荐

作者是腾讯的T4级专家，有近20年数据库内核研发经验，曾是Oracle公司MySQL全球开发组核心成员

中国计算机学会（CCF）常务理事、数据库专委会主任、数据库领域著名专家、中国人民大学杜小勇教授亲自作序推荐

人民大学张孝和卢卫教授、武汉大学彭煜炜教授、云和恩墨CEO盖国强、腾讯金融支付数据库运营与研发部副总监姜承尧联袂推荐

内容简介

作者有近20年数据库内核研发经验，曾是Oracle公司MySQL全球开发组核心成员，现在是腾讯的T4级专家。数据库领域的泰斗杜小勇老师亲自为是本书作序，数据库学术界的知名学者张孝博士（中国人民大学）、卢卫博士后（中国人民大学）、彭煜玮博士（武汉大学），以及数据库工业界的知名专家盖国强和姜承尧等也给予了极高的评价。

全书共12章，首先介绍数据库事务管理与并发控制的基础理论和工作机制，然后再从工程实践的角度对比和分析了4个主流数据库的事务管理与并发控制的实现原理，最后通过源代码分析了PostgreSQL和MySQL在事务管理与并发控制上的技术架构与设计思想。

第一篇（1-2章） 事务管理与并发控制基础理论

对数据库事务管理和并发控制的基础理论、核心技术和工作原理进行了讲解，包括数据库事务处理技术的范围、数据的异常现象及成因、事务模型、并发访问控制技术、以及隔离性等。

第二篇（3-6章） 事务管理与并发控制应用实例研究

以Informix、Oracle、PostgreSQL和MySQL/InnoDB等主流数据库系统为例，对他们的事务管理和并发控制的实现技术、工作原理以及原理背后的设计思想进行了深度分析和对比。

第三篇（7-9章） PostgreSQL事务管理与并发控制源码分析

首先对PostgreSQL事务处理技术的架构、层次、设计思想、相关数据结构和实现原理进行了深入系统的分析，然后从功能角度对PostgreSQL的事务模型、并发控制、一致性、隔离性以及其所使用的SS2PL、MVCC、SSI等技术做了深入的讲解。

第四篇（10-12章） InnoDB事务管理与并发控制源码分析

首先对事MySQL/InnoDB的务处理技术的架构、层次、设计思想、相关数据结构和实现原理进行了深入系统的分析，然后从功能角度对MySQL/InnoDB的事务模型、并发控制、一致性、隔离性以及其所使用的SS2PL、MVCC等技术做了深入的讲解。

作者简介

李海翔（网名：那海蓝蓝）

资深数据专家，拥有近20年数据库内核研发经验，曾就职于人大金仓、Oracle公司MySQL全球开发组等，现就职于腾讯TEG计费平台部，T4级专家。中国人民大学工程硕士企业导师。

数据库技术精湛，不仅熟悉PostgreSQL、GreenPlum、MySQL、Informix、CockroachDB等数据库的使用，而且熟悉它们的源码，尤其擅长数据库的查询优化技术、事务处理技术和数据库架构技术。数据库相关工作阅历丰富，从事过数据库研发（JDBC驱动、管理工具套机、内核）、数据库测试、技术团队管理、数据库架构设计等多个岗位。

曾获得北京市科学技术进步奖一等奖和腾讯公司级技术突破奖，做过包括863、核高基、工信部、科技部、发改委、北京市科委等多个重大科技项目在内的30多个国家*大型项目。

除本书外，还撰写并出版了本书的姊妹篇《数据库查询优化器的艺术：原理解析与SQL性能优化》，被誉为数据库性能优化领域的经典。

精彩书评

海翔热爱数据库研发，对数据库技术一直抱有一颗坚韧、执着之心，本书是他的经验和思索的体现，值得仔细研读。

——张孝（博士） 中国人民大学信息学院副教授

这本书具备较好的深度、广度、新度，这让我十分期待。

——卢卫（博士后） 中国人民大学信息学院副教授

本书聚焦于数据库中的事务处理，从原理、主流数据库实现、源码级实现三个角度进行了深度的探讨。尤其是后两个部分的介绍，让本书成为不可多得的有关于DBMS事务管理模块内部技术细节的参考资料。

——彭煜玮（博士） 武汉大学计算机学院副教授

海翔的著作以独到之角度阐释事务原理与并发控制，以庖丁解牛之刀为广大数据技术从业者剖析出宝贵的关节，实在是让人手不释卷。

——盖国强 云和恩墨创始人/Oracle ACE总监

学习MySQL看姜老师的书，学习优化器和事务处理，就看海翔老师的作品吧。

——姜承尧 腾讯金融支付数据库运营与研发部副总监

作者在数据库内核领域有多年理论研究与开发实践经验，目前负责腾讯金融分布式数据库TDSQL的内核研发工作。TDSQL旨在解决强一致性、高可用、高性能、分布式、配套设施、安全保障等方面的难题，为腾讯内外大量政企、金融客户的稳定运行保驾护航。

目录

推荐序一
推荐序二
推荐序三
推荐序四
推荐序五
推荐序六
前言
第一篇　事务管理与并发控制基础理论
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　并发带来的问题椚��?
常见的读数据异常现象 4
1.1.4　并发带来的问题——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SAVEPOINT 72
2.5.5　长事务的管理 73
2.5.6　XA 74
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
第3章　Informix事务管理与并发控制 78
3.1　Informix的事务操作 78
3.2 Informix的封锁技术 83
3.3　隔离级别与数据异常 85
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
4.2　SQL操作与锁 92
4.3　隔离级别与数据异常 108
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
5.2　InnoDB基于锁的并发控制 123
5.3　InnoDB基于MVCC的并发控制 130
5.4　隔离级别与数据异常 131
5.5　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
6.2　Oracle的封锁技术 142
6.3　MVCC技术 145
6.4　隔离级别与数据异常 157
6.5　本章小结 160
第三篇　PostgreSQL事务管理与并发控制源码分析
第7章　PostgreSQL事务系统的实现 162
7.1　架构概述 162
7.2　事务管理的基础 166
7.3　事务操作 173
7.4　子事务的管理 186
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
8.2　系统锁 192
8.3　事务锁 214
8.4　事务锁的管理 239
8.5　死锁检测 247
8.6　从锁的角度看用法 254
8.7　本章小结 262
第9章　PostgreSQL并发控制系统的实现—MVCC 263
9.1　快照 264
9.2　可见性判断与多版本 273
9.3　可串行化快照原理 285
9.4　PostgreSQL可串行化快照的实现 289
9.5　隔离级别 336
9.6　本章小结 340
第四篇　InnoDB事务管理与并发控制源码分析
第10章　InnoDB事务系统的实现 342
10.1　架构概述 342
10.2　事务管理的基础 346
10.3　事务操作 353
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
11.2　系统锁 386
11.3　事务锁之记录锁 401
11.4　事务锁之元数据锁 433
11.5　SQL语义定义锁 476
11.6　其他类型的锁 493
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—MVCC 502
12.1　数据结构 503
12.2　可见性判断 506
12.3　多版本的实现 509
12.4　一致性读和半一致性读 511
12.5　本章小结 513
附录　TDSQL简介 514

精彩书摘

　　《数据库事务处理的艺术：事务管理与并发控制》：
　　1.3事务的模型
　　事务的实现，在不同的数据库系统中是不同的，这是因为事务有着不同的模型，在JimGray的《事务处理概念与技术》一书的第四章事务模型中，事务被分为：
　　平板事务（FlatTransactions）：事务块中的所有SQL语句，构成一个逻辑单元，要么都成功，要么因之一失败都回滚。PostgreSQL的事务管理如果不考虑保存点（Savepoint）机制，可以认为就是一个平板类型的事务，事务块内的一个SQL失败，导致整个事务必须回滚，之前执行成功的操作也必须回滚掉。
　　带有保存点的平板事务（FlatTransactionsWithSavepoints）：在平板事务的基础上，实现了保存点技术，这样使得一个事务块，可以划分出不同的层次，每个层次之间为一个逻辑单元，后面失败的SQL不影响之前保存点前发生的操作，即回滚发生在局部。PostgreSQL、InnoDB、Informix在平板事务的基础上，支持了保存点技术。
　　链式事务（ChainedTransactions）：与平板事务不同的是，链式事务在提交一个事务后，释放一些资源如锁等资源，但是，一些上下文环境如事务的载体（存放事务信息的结构体或类等对象）不被释放，会留给下一个事务使用。用户感觉门己的逻辑上的处理单元与之前的事务似乎没有COMMIT之类命令执行的明显分割。如InnoDB的事务模型，就是链式事务的代表（这句话不是说InnoDB不支持平板事务，实际上InnoDB支持平板事务、支持带有保存点的平板事务、支持链式事务，并通过XA技术支持下面谈到的分布式事务）。
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前言/序言

　　推荐序一
　　海翔在数据库管理系统领域的第二本著作《数据库事务处理的艺术：事务管理与并发控制》马上就要出版了，他邀请我作序，我没有犹豫就欣然答应了。事后，我自己都觉得奇怪为什么会这么痛快，但细细想来，还是有充分理由的。这个序得写！
　　首先，我对在数据库核心技术领域长期辛勤耕耘的人表示尊敬。数据库是信息系统的基础和核心，对数据库实现技术是否真正掌握关系到我国在信息技术核心领域的自主可控战略是否能顺利实现。大家都知道，长期以来我国的信息产业大而不强，信息化成本居高不下，信息安全受到威胁。数据库就是基础软件中的最重要的部分之一。因此，国家从十五开始就对这个领域的研究开发进行了持续的支持。先是在863计划下设立“数据库重大专项”，后来又在国家中长期科技发展规划中设立了“核心电子器件、高端通用芯片和基础软甲产品（简称核高基）”项目，对这个方向的研发工作给予引导。但是，由于国外数据库巨头已经形成市场垄断，短期间内企业要在这个领域赢利几无可能，因此，一些有实力的大企业都不愿意投身到这个领域来，形成了长期都由一些小公司在苦苦挣扎的窘境。人才能否“引得来、留得住、长得好”，是这些技术型小公司普遍遇到的问题。因此，我对长期坚持在这个领域的从业人员始终抱有好感，只要可能就愿意帮助他们。
　　其次，从我们教学的经验看，要深入理解数据库实现，非常需要解读开源系统实现代码的图书作为学习的参考。数据库系统庞杂，要弄懂系统实现的代码需要锲而不舍的精神。海翔阅读了PostgreSQL和MySQL（InnoDB）等几个开源系统的代码，并根据自己的理解进行了解读，通过对比不同的实现能帮助读者深入了解事务的概念和实现技术。事务管理是数据库系统的核心技术，有一句话形容事务管理“好懂难做”，意思是要理解这些概念并不难，但是要实现起来，还是很复杂的。因此，通过阅读开源系统的源代码，能更好地掌握相关的内容。海翔的书能起到这个作用。
　　第三，我和海翔有师生之谊。本世纪初我们都在人大金仓工作，一同开发金仓数据库系统。海翔是公司员工，同时在中科大就读，我是他的企业导师。海翔平时话不多，少言寡语，但是心里有想法，是那种先做再说的性格。之后，由于种种原因，我离开了金仓回到学校任教。也就逐渐失去了和海翔的联系，直到有一天，他给我送来了他的一本书稿—《数据库查询优化器的艺术》，让我着实吃惊不小。我知道，在IT企业工作压力大，加班是常态。如果不是自己心里有一个目标，坚持不懈，放弃许多休息时间，是很难写出有深度的著作的。我在心里为海翔点赞。之后我们又“失联”了，估摸着他是否又在做什么大事，果不其然，他又完成了自己的第二本著作，《数据库事务处理的艺术：事务管理与并发控制》。再次祝贺海翔！
　　写到这里，我也该停笔了。希望读者能从海翔的书中看到他对数据库事务处理的思考，以及他奋斗的影子。
　　杜小勇
　　中国计算机学会数据库专委会主任
　　出版社代注：
　　杜小勇教授，教育部科学技术委员会学部委员，中国计算机学会（CCF）常务理事、专委工委主任、数据库专委会主任，数据库领域著名专家，中国人民大学理工处处长。
　　推荐序二
　　数据库的基本特征之一是支持多用户共享数据,而事务管理和并发控制是提供这一支持的核心技术，是大型数据库有别于某些表格管理软件的关键特性之一，也是实现一个大型数据库管理系统时会面临的最有挑战性的技术之一。
　　本书从基本原理和案例系统分析深刻论述了该领域的进展现状与典型实现技术，特别是源码分析对有志于学习或定制开源数据库管理系统的开发人员提供了很好的参考。对数据库有关的各类从业者了解这一主题提供了难得的参考资料。
　　海翔热爱数据库研发，对数据库技术一直抱有一颗坚韧、执着之心，本书是他的经验和思索的体现，值得仔细研读。
　　张孝（博士）
　　中国人民大学信息学院副教授
　　推荐序三
　　事务是数据库的核心概念之一，提供ACID（原子性、一致性、隔离性、持久性）特性的事务处理，是数据库系统能够商用化，并用来支持金融级业务的核心技术之一。一方面，大学本科或研究生的数据库教材更多的是偏向于事务的基本概念或基本技术的介绍；另一方面，现有大部分的技术文档对事务管理和并发控制的内容介绍缺乏重要的实现关键细节，无法有效地帮助学习者建立理论与实践之间的紧密联系。
　　而海翔的这本《数据库事务处理的艺术：事务管理与并发控制》：
　　不仅有对事务管理和并发控制的原理性介绍，如事务模型、基于封锁的并发控制技术、基于MVCC的并发控制技术等
　　还有对现有主流开源数据库，如PostgreSQL、MySQL的关于事务管理和并发控制的实现机制在源码级的深入剖析
　　再有多种商业数据库的实现机制分析，如Oracle和Informix
　　更有新的技术的剖析，如“write-snapshot isolation”“Serializable Snapshot Isolation (SSI)”
　　甚至还有理论、实现之间的优劣对比，以及多种实现技术的优劣对比，多角度地对比拓展了本书的纵深
　　这本书具备较好的深度、广度、新度，这让我十分期待。
　　我认识海翔已有十二载，在此期间，海翔一直从事于国产数据库的研发工作，取得了诸多令人瞩目的成绩，这本书是对他这些年理论探索和实践经验的总结，我相信对于志在从事数据库相关领域开发和研究的朋友，通过本书的学习，都能从中受益。
　　卢卫（博士后）
　　中国人民大学信息学院副教授
　　（发表多篇SIGMOD、VLDB、ICDE学术论文）
　　推荐序四
　　事务管理和并发控制是数据管理技术中最重要的几个主题之一，它保障了数据的一致性以及系统的性能。
　　本书聚焦于数据库中的事务处理，从原理、主流数据库实现、源码级实现三个角度进行了深度的探讨。尤其是后两个部分的介绍，让本书成为不可多得的有关DBMS事务管理模块内部技术细节的参考资料。
　　本书不仅对于从事各类数据库内核研发工作的人员具有很高的参考价值，对于从事数据库应用开发、DBA乃至学习数据库的朋友们来说也值得一读。本书作者在数据库研发领域深耕多年，书中的字里行间显示出他扎实的实践经验和深厚的理论功底，相信各位读者都能从本书中受益匪浅。
　　彭煜玮（博士）
　　武汉大学计算机学院副教授/《PostgreSQL数据库内核分析》作者
　　推荐序五
　　—庖丁解牛　高山仰止
　　海翔的新书挥就，单只书名就让我顿生敬意，事务处理是数据库技术中最为核心的部分，也是不同数据库之间暗暗较量的关键所在。以此为题的著作，我们熟知的就是Jim Gray的《事务处理概念与技术》，该书一直是数据库领域的筑基之作，令人高山仰止；现在海翔的著作以独到之角度阐释事务原理与并发控制，以庖丁解牛之刀为广大数据技术从业者剖析出宝贵的关节，实在是让人手不释卷的又一机缘。
　　在我熟悉的Oracle数据库领域，我一直认为其独到的事务处理机制，成就了Oracle数据库今天的地位。比如Oracle选择了提交

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