数据库实现事务回滚的原理涉及到数据库管理系统(DBMS)如何维护事务的一致性和持久性。
基本原理:
-
ACID属性:事务的原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation)和持久性(Durability)是数据库管理系统确保数据完整性和一致性的基本特性。在这些属性中,原子性和持久性是与事务回滚密切相关的。
-
日志记录:数据库管理系统通过事务日志(Transaction Log)来记录所有事务的操作,包括事务开始、数据修改操作以及事务提交或回滚等信息。事务日志记录了事务的所有操作,在事务提交之前,将修改操作记录在日志中,以便在事务回滚时进行恢复。
-
Undo日志:当事务执行修改操作时,数据库会在事务日志中记录相应的Undo日志,用于在事务回滚时撤销事务所做的修改。Undo日志记录了事务对数据的修改操作,以及恢复这些修改所需的信息,包括修改前的数据值等。
-
回滚操作:当事务发生错误或者用户显式地执行回滚操作时,数据库管理系统会根据事务日志中的Undo日志信息,逆向执行相应的撤销操作,将事务所做的修改全部撤销,恢复数据库到事务开始之前的状态。这样可以保证事务的原子性,即要么全部执行成功,要么全部回滚。
-
持久化存储:数据库管理系统通常将事务日志和Undo日志等信息存储在持久化存储介质(如硬盘)上,以确保即使系统发生故障或者断电等情况,日志信息也不会丢失,可以通过回放日志来恢复数据并保证事务的持久性。
数据库的日志 undo log,redo log,bin log
Undo Log(回滚日志):
作用: 记录事务对数据库进行的修改操作的“逆操作”,即撤销操作,用于事务回滚或数据库系统崩溃恢复。
特点: 通常是在数据页上记录旧值,用于在事务回滚或系统崩溃恢复时,将数据恢复到事务开始之前的状态。
应用场景: 用于支持数据库的事务性操作,保证事务的原子性和一致性。
Redo Log(重做日志):
作用: 记录事务对数据库进行的修改操作的“正向操作”,即重做操作,用于在数据库系统崩溃后恢复数据到事务提交之后的状态。
特点: 通常是在日志文件中记录修改操作的“影子拷贝”,用于在系统崩溃后重新执行事务提交之前的修改操作,以确保事务的持久性。
应用场景: 用于数据库系统的崩溃恢复和恢复到最新的一致状态,以保证数据的持久性。
Binlog(二进制日志):
作用: 记录数据库中所有的修改操作,包括数据修改、DDL语句、数据导入导出等,用于数据备份、主从复制和数据恢复等。
特点: 通常是以二进制格式记录数据库的修改操作,可以通过日志解析工具将其解析为SQL语句或者进行数据恢复操作。
应用场景: 用于数据库的备份和恢复、主从复制、数据同步等场景,可以保证数据的一致性和可用性。
Undo Log记录了事务的“逆操作”,Redo Log记录了事务的“正向操作”,而Binlog记录了数据库的所有修改操作,它们分别用于支持事务的原子性和一致性、数据库系统的崩溃恢复以及数据库的备份和恢复等功能。