數據庫事務處理的藝術：事務管理與並發控製 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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産品特色

編輯推薦

作者是騰訊的T4級專傢，有近20年數據庫內核研發經驗，曾是Oracle公司MySQL全球開發組核心成員

中國計算機學會（CCF）常務理事、數據庫專委會主任、數據庫領域著名專傢、中國人民大學杜小勇教授親自作序推薦

人民大學張孝和盧衛教授、武漢大學彭煜煒教授、雲和恩墨CEO蓋國強、騰訊金融支付數據庫運營與研發部副總監薑承堯聯袂推薦

內容簡介

作者有近20年數據庫內核研發經驗，曾是Oracle公司MySQL全球開發組核心成員，現在是騰訊的T4級專傢。數據庫領域的泰鬥杜小勇老師親自為是本書作序，數據庫學術界的知名學者張孝博士（中國人民大學）、盧衛博士後（中國人民大學）、彭煜瑋博士（武漢大學），以及數據庫工業界的知名專傢蓋國強和薑承堯等也給予瞭極高的評價。

全書共12章，首先介紹數據庫事務管理與並發控製的基礎理論和工作機製，然後再從工程實踐的角度對比和分析瞭4個主流數據庫的事務管理與並發控製的實現原理，最後通過源代碼分析瞭PostgreSQL和MySQL在事務管理與並發控製上的技術架構與設計思想。

第一篇（1-2章） 事務管理與並發控製基礎理論

對數據庫事務管理和並發控製的基礎理論、核心技術和工作原理進行瞭講解，包括數據庫事務處理技術的範圍、數據的異常現象及成因、事務模型、並發訪問控製技術、以及隔離性等。

第二篇（3-6章） 事務管理與並發控製應用實例研究

以Informix、Oracle、PostgreSQL和MySQL/InnoDB等主流數據庫係統為例，對他們的事務管理和並發控製的實現技術、工作原理以及原理背後的設計思想進行瞭深度分析和對比。

第三篇（7-9章） PostgreSQL事務管理與並發控製源碼分析

首先對PostgreSQL事務處理技術的架構、層次、設計思想、相關數據結構和實現原理進行瞭深入係統的分析，然後從功能角度對PostgreSQL的事務模型、並發控製、一緻性、隔離性以及其所使用的SS2PL、MVCC、SSI等技術做瞭深入的講解。

第四篇（10-12章） InnoDB事務管理與並發控製源碼分析

首先對事MySQL/InnoDB的務處理技術的架構、層次、設計思想、相關數據結構和實現原理進行瞭深入係統的分析，然後從功能角度對MySQL/InnoDB的事務模型、並發控製、一緻性、隔離性以及其所使用的SS2PL、MVCC等技術做瞭深入的講解。

作者簡介

李海翔（網名：那海藍藍）

資深數據專傢，擁有近20年數據庫內核研發經驗，曾就職於人大金倉、Oracle公司MySQL全球開發組等，現就職於騰訊TEG計費平颱部，T4級專傢。中國人民大學工程碩士企業導師。

數據庫技術精湛，不僅熟悉PostgreSQL、GreenPlum、MySQL、Informix、CockroachDB等數據庫的使用，而且熟悉它們的源碼，尤其擅長數據庫的查詢優化技術、事務處理技術和數據庫架構技術。數據庫相關工作閱曆豐富，從事過數據庫研發（JDBC驅動、管理工具套機、內核）、數據庫測試、技術團隊管理、數據庫架構設計等多個崗位。

曾獲得北京市科學技術進步奬一等奬和騰訊公司級技術突破奬，做過包括863、核高基、工信部、科技部、發改委、北京市科委等多個重大科技項目在內的30多個國傢*大型項目。

除本書外，還撰寫並齣版瞭本書的姊妹篇《數據庫查詢優化器的藝術：原理解析與SQL性能優化》，被譽為數據庫性能優化領域的經典。

精彩書評

海翔熱愛數據庫研發，對數據庫技術一直抱有一顆堅韌、執著之心，本書是他的經驗和思索的體現，值得仔細研讀。

——張孝（博士） 中國人民大學信息學院副教授

這本書具備較好的深度、廣度、新度，這讓我十分期待。

——盧衛（博士後） 中國人民大學信息學院副教授

本書聚焦於數據庫中的事務處理，從原理、主流數據庫實現、源碼級實現三個角度進行瞭深度的探討。尤其是後兩個部分的介紹，讓本書成為不可多得的有關於DBMS事務管理模塊內部技術細節的參考資料。

——彭煜瑋（博士） 武漢大學計算機學院副教授

海翔的著作以獨到之角度闡釋事務原理與並發控製，以庖丁解牛之刀為廣大數據技術從業者剖析齣寶貴的關節，實在是讓人手不釋捲。

——蓋國強 雲和恩墨創始人/Oracle ACE總監

學習MySQL看薑老師的書，學習優化器和事務處理，就看海翔老師的作品吧。

——薑承堯 騰訊金融支付數據庫運營與研發部副總監

作者在數據庫內核領域有多年理論研究與開發實踐經驗，目前負責騰訊金融分布式數據庫TDSQL的內核研發工作。TDSQL旨在解決強一緻性、高可用、高性能、分布式、配套設施、安全保障等方麵的難題，為騰訊內外大量政企、金融客戶的穩定運行保駕護航。

目錄

推薦序一
推薦序二
推薦序三
推薦序四
推薦序五
推薦序六
前言
第一篇　事務管理與並發控製基礎理論
第1章　數據庫管理係統的事務原理 2
1.1　事務模型要解決的問題 2
1.1.1　為什麼需要事務處理機製 2
1.1.2　事務機製要處理的問題——事務故障、係統故障、介質故障 4
1.1.3　並發帶來的問題椚��?
常見的讀數據異常現象 4
1.1.4　並發帶來的問題——寫並發操作引發的數據異常現象 8
1.1.5　語義約束引發的數據異常現象 9
1.1.6　其他的異常 11
1.1.7　深入探討三種讀數據異常現象 13
1.2　事務處理技術的原理 17
1.2.1　什麼是事務 17
1.2.2　事務的屬性 20
1.2.3　ACID的實現技術 24
1.3　事務的模型 26
1.4　並發控製技術 27
1.4.1　並發控製技術的實現策略 27
1.4.2　並發控製技術的實現技術 28
1.5　日誌技術與恢復子係統31
1.6　本章小結 32
第2章　深入理解事務管理和並發控製技術 33
2.1　在正確性和效率之間平衡 33
2.1.1　隔離級彆 34
2.1.2　快照隔離 36
2.1.3　理解可見性 39
2.2　並發控製 40
2.2.1　基於鎖的並發控製方法 42
2.2.2　基於時間戳的並發控製方法 47
2.2.3　基於有效性檢查的並發控製方法 52
2.2.4　基於MVCC的並發控製方法 53
2.2.5　基於MVCC的可串行化快照隔離並發控製方法 56
2.2.6　再深入探討三種讀數據異常現象 60
2.3　並發控製技術的比較 62
2.3.1　並發控製技術整體比較 62
2.3.2　S2PL和SS2PL的比較 64
2.3.3　事務屬性與並發控製技術的關係 65
2.3.4　SCO和SS2PL的比較 66
2.3.5　TO和SS2PL的比較 67
2.4　深入探討隔離級彆 68
2.4.1　隔離級彆與基於鎖的並發控製方法 68
2.4.2　隔離級彆與各種並發控製技術 69
2.5　事務的管理 70
2.5.1　事務的開始 71
2.5.2　事務的提交 71
2.5.3　事務的中止與迴滾 72
2.5.4　子事務與SAVEPOINT 72
2.5.5　長事務的管理 73
2.5.6　XA 74
2.6　事務相關的實戰問題討論 75
2.7　本章小結 76
第二篇　事務管理與並發控製應用實例研究
第3章　Informix事務管理與並發控製 78
3.1　Informix的事務操作 78
3.2 Informix的封鎖技術 83
3.3　隔離級彆與數據異常 85
3.4　本章小結 88
第4章　PostgreSQL事務管理與並發控製 89
4.1　PostgreSQL事務操作 89
4.2　SQL操作與鎖 92
4.3　隔離級彆與數據異常 108
4.4　本章小結 118
第5章　InnoDB事務管理與並發控製 119
5.1　InnoDB的事務模型 119
5.2　InnoDB基於鎖的並發控製 123
5.3　InnoDB基於MVCC的並發控製 130
5.4　隔離級彆與數據異常 131
5.5　本章小結 138
第6章　Oracle事務管理與並發控製 139
6.1　Oracle的事務操作 139
6.2　Oracle的封鎖技術 142
6.3　MVCC技術 145
6.4　隔離級彆與數據異常 157
6.5　本章小結 160
第三篇　PostgreSQL事務管理與並發控製源碼分析
第7章　PostgreSQL事務係統的實現 162
7.1　架構概述 162
7.2　事務管理的基礎 166
7.3　事務操作 173
7.4　子事務的管理 186
7.5　本章小結 188
第8章　PostgreSQL並發控製係統的實現—封鎖 189
8.1　鎖的概述 189
8.2　係統鎖 192
8.3　事務鎖 214
8.4　事務鎖的管理 239
8.5　死鎖檢測 247
8.6　從鎖的角度看用法 254
8.7　本章小結 262
第9章　PostgreSQL並發控製係統的實現—MVCC 263
9.1　快照 264
9.2　可見性判斷與多版本 273
9.3　可串行化快照原理 285
9.4　PostgreSQL可串行化快照的實現 289
9.5　隔離級彆 336
9.6　本章小結 340
第四篇　InnoDB事務管理與並發控製源碼分析
第10章　InnoDB事務係統的實現 342
10.1　架構概述 342
10.2　事務管理的基礎 346
10.3　事務操作 353
10.4　InnoDB事務模型 378
10.5　本章小結 382
第11章　InnoDB並發控製係統的實現—兩階段鎖 383
11.1　鎖的概述 383
11.2　係統鎖 386
11.3　事務鎖之記錄鎖 401
11.4　事務鎖之元數據鎖 433
11.5　SQL語義定義鎖 476
11.6　其他類型的鎖 493
11.7　事務與鎖 499
11.8　本章小結 500
第12章　InnoDB並發控製係統的實現—MVCC 502
12.1　數據結構 503
12.2　可見性判斷 506
12.3　多版本的實現 509
12.4　一緻性讀和半一緻性讀 511
12.5　本章小結 513
附錄　TDSQL簡介 514

精彩書摘

　　《數據庫事務處理的藝術：事務管理與並發控製》：
　　1.3事務的模型
　　事務的實現，在不同的數據庫係統中是不同的，這是因為事務有著不同的模型，在JimGray的《事務處理概念與技術》一書的第四章事務模型中，事務被分為：
　　平闆事務（FlatTransactions）：事務塊中的所有SQL語句，構成一個邏輯單元，要麼都成功，要麼因之一失敗都迴滾。PostgreSQL的事務管理如果不考慮保存點（Savepoint）機製，可以認為就是一個平闆類型的事務，事務塊內的一個SQL失敗，導緻整個事務必須迴滾，之前執行成功的操作也必須迴滾掉。
　　帶有保存點的平闆事務（FlatTransactionsWithSavepoints）：在平闆事務的基礎上，實現瞭保存點技術，這樣使得一個事務塊，可以劃分齣不同的層次，每個層次之間為一個邏輯單元，後麵失敗的SQL不影響之前保存點前發生的操作，即迴滾發生在局部。PostgreSQL、InnoDB、Informix在平闆事務的基礎上，支持瞭保存點技術。
　　鏈式事務（ChainedTransactions）：與平闆事務不同的是，鏈式事務在提交一個事務後，釋放一些資源如鎖等資源，但是，一些上下文環境如事務的載體（存放事務信息的結構體或類等對象）不被釋放，會留給下一個事務使用。用戶感覺門己的邏輯上的處理單元與之前的事務似乎沒有COMMIT之類命令執行的明顯分割。如InnoDB的事務模型，就是鏈式事務的代錶（這句話不是說InnoDB不支持平闆事務，實際上InnoDB支持平闆事務、支持帶有保存點的平闆事務、支持鏈式事務，並通過XA技術支持下麵談到的分布式事務）。
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前言/序言

　　推薦序一
　　海翔在數據庫管理係統領域的第二本著作《數據庫事務處理的藝術：事務管理與並發控製》馬上就要齣版瞭，他邀請我作序，我沒有猶豫就欣然答應瞭。事後，我自己都覺得奇怪為什麼會這麼痛快，但細細想來，還是有充分理由的。這個序得寫！
　　首先，我對在數據庫核心技術領域長期辛勤耕耘的人錶示尊敬。數據庫是信息係統的基礎和核心，對數據庫實現技術是否真正掌握關係到我國在信息技術核心領域的自主可控戰略是否能順利實現。大傢都知道，長期以來我國的信息産業大而不強，信息化成本居高不下，信息安全受到威脅。數據庫就是基礎軟件中的最重要的部分之一。因此，國傢從十五開始就對這個領域的研究開發進行瞭持續的支持。先是在863計劃下設立“數據庫重大專項”，後來又在國傢中長期科技發展規劃中設立瞭“核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟甲産品（簡稱核高基）”項目，對這個方嚮的研發工作給予引導。但是，由於國外數據庫巨頭已經形成市場壟斷，短期間內企業要在這個領域贏利幾無可能，因此，一些有實力的大企業都不願意投身到這個領域來，形成瞭長期都由一些小公司在苦苦掙紮的窘境。人纔能否“引得來、留得住、長得好”，是這些技術型小公司普遍遇到的問題。因此，我對長期堅持在這個領域的從業人員始終抱有好感，隻要可能就願意幫助他們。
　　其次，從我們教學的經驗看，要深入理解數據庫實現，非常需要解讀開源係統實現代碼的圖書作為學習的參考。數據庫係統龐雜，要弄懂係統實現的代碼需要鍥而不捨的精神。海翔閱讀瞭PostgreSQL和MySQL（InnoDB）等幾個開源係統的代碼，並根據自己的理解進行瞭解讀，通過對比不同的實現能幫助讀者深入瞭解事務的概念和實現技術。事務管理是數據庫係統的核心技術，有一句話形容事務管理“好懂難做”，意思是要理解這些概念並不難，但是要實現起來，還是很復雜的。因此，通過閱讀開源係統的源代碼，能更好地掌握相關的內容。海翔的書能起到這個作用。
　　第三，我和海翔有師生之誼。本世紀初我們都在人大金倉工作，一同開發金倉數據庫係統。海翔是公司員工，同時在中科大就讀，我是他的企業導師。海翔平時話不多，少言寡語，但是心裏有想法，是那種先做再說的性格。之後，由於種種原因，我離開瞭金倉迴到學校任教。也就逐漸失去瞭和海翔的聯係，直到有一天，他給我送來瞭他的一本書稿—《數據庫查詢優化器的藝術》，讓我著實吃驚不小。我知道，在IT企業工作壓力大，加班是常態。如果不是自己心裏有一個目標，堅持不懈，放棄許多休息時間，是很難寫齣有深度的著作的。我在心裏為海翔點贊。之後我們又“失聯”瞭，估摸著他是否又在做什麼大事，果不其然，他又完成瞭自己的第二本著作，《數據庫事務處理的藝術：事務管理與並發控製》。再次祝賀海翔！
　　寫到這裏，我也該停筆瞭。希望讀者能從海翔的書中看到他對數據庫事務處理的思考，以及他奮鬥的影子。
　　杜小勇
　　中國計算機學會數據庫專委會主任
　　齣版社代注：
　　杜小勇教授，教育部科學技術委員會學部委員，中國計算機學會（CCF）常務理事、專委工委主任、數據庫專委會主任，數據庫領域著名專傢，中國人民大學理工處處長。
　　推薦序二
　　數據庫的基本特徵之一是支持多用戶共享數據,而事務管理和並發控製是提供這一支持的核心技術，是大型數據庫有彆於某些錶格管理軟件的關鍵特性之一，也是實現一個大型數據庫管理係統時會麵臨的最有挑戰性的技術之一。
　　本書從基本原理和案例係統分析深刻論述瞭該領域的進展現狀與典型實現技術，特彆是源碼分析對有誌於學習或定製開源數據庫管理係統的開發人員提供瞭很好的參考。對數據庫有關的各類從業者瞭解這一主題提供瞭難得的參考資料。
　　海翔熱愛數據庫研發，對數據庫技術一直抱有一顆堅韌、執著之心，本書是他的經驗和思索的體現，值得仔細研讀。
　　張孝（博士）
　　中國人民大學信息學院副教授
　　推薦序三
　　事務是數據庫的核心概念之一，提供ACID（原子性、一緻性、隔離性、持久性）特性的事務處理，是數據庫係統能夠商用化，並用來支持金融級業務的核心技術之一。一方麵，大學本科或研究生的數據庫教材更多的是偏嚮於事務的基本概念或基本技術的介紹；另一方麵，現有大部分的技術文檔對事務管理和並發控製的內容介紹缺乏重要的實現關鍵細節，無法有效地幫助學習者建立理論與實踐之間的緊密聯係。
　　而海翔的這本《數據庫事務處理的藝術：事務管理與並發控製》：
　　不僅有對事務管理和並發控製的原理性介紹，如事務模型、基於封鎖的並發控製技術、基於MVCC的並發控製技術等
　　還有對現有主流開源數據庫，如PostgreSQL、MySQL的關於事務管理和並發控製的實現機製在源碼級的深入剖析
　　再有多種商業數據庫的實現機製分析，如Oracle和Informix
　　更有新的技術的剖析，如“write-snapshot isolation”“Serializable Snapshot Isolation (SSI)”
　　甚至還有理論、實現之間的優劣對比，以及多種實現技術的優劣對比，多角度地對比拓展瞭本書的縱深
　　這本書具備較好的深度、廣度、新度，這讓我十分期待。
　　我認識海翔已有十二載，在此期間，海翔一直從事於國産數據庫的研發工作，取得瞭諸多令人矚目的成績，這本書是對他這些年理論探索和實踐經驗的總結，我相信對於誌在從事數據庫相關領域開發和研究的朋友，通過本書的學習，都能從中受益。
　　盧衛（博士後）
　　中國人民大學信息學院副教授
　　（發錶多篇SIGMOD、VLDB、ICDE學術論文）
　　推薦序四
　　事務管理和並發控製是數據管理技術中最重要的幾個主題之一，它保障瞭數據的一緻性以及係統的性能。
　　本書聚焦於數據庫中的事務處理，從原理、主流數據庫實現、源碼級實現三個角度進行瞭深度的探討。尤其是後兩個部分的介紹，讓本書成為不可多得的有關DBMS事務管理模塊內部技術細節的參考資料。
　　本書不僅對於從事各類數據庫內核研發工作的人員具有很高的參考價值，對於從事數據庫應用開發、DBA乃至學習數據庫的朋友們來說也值得一讀。本書作者在數據庫研發領域深耕多年，書中的字裏行間顯示齣他紮實的實踐經驗和深厚的理論功底，相信各位讀者都能從本書中受益匪淺。
　　彭煜瑋（博士）
　　武漢大學計算機學院副教授/《PostgreSQL數據庫內核分析》作者
　　推薦序五
　　—庖丁解牛　高山仰止
　　海翔的新書揮就，單隻書名就讓我頓生敬意，事務處理是數據庫技術中最為核心的部分，也是不同數據庫之間暗暗較量的關鍵所在。以此為題的著作，我們熟知的就是Jim Gray的《事務處理概念與技術》，該書一直是數據庫領域的築基之作，令人高山仰止；現在海翔的著作以獨到之角度闡釋事務原理與並發控製，以庖丁解牛之刀為廣大數據技術從業者剖析齣寶貴的關節，實在是讓人手不釋捲的又一機緣。
　　在我熟悉的Oracle數據庫領域，我一直認為其獨到的事務處理機製，成就瞭Oracle數據庫今天的地位。比如Oracle選擇瞭提交

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非常好 很實用

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寒假學習學習，努力工作掙錢。

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數據庫事務必備

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非常不錯的數據庫書籍

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