数据库事务ACID

原子性

整个事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滞在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。

一致性

一个事务可以封装状态改变（除非它是一个只读的）。事务必须始终保持系统处于一致的状态，不管在任何给定的时间并发事务有多少。
也就是说：如果事务是并发多个，系统也必须如同串行事务一样操作。其主要特征是保护性和不变性(Preserving an Invariant)，以转账案例为例，假设有五个账户，每个账户余额是100元，那么五个账户总额是500元，如果在这个5个账户之间同时发生多个转账，无论并发多少个，比如在A与B账户之间转账5元，在C与D账户之间转账10元，在B与E之间转账15元，五个账户总额也应该还是500元，这就是保护性和不变性。

隔离性

隔离状态执行事务，使它们好像是系统在给定时间内执行的唯一操作。如果有两个事务，运行在相同的时间内，执行相同的功能，事务的隔离性将确保每一事务在系统中认为只有该事务在使用系统。这种属性有时称为串行化，为了防止事务操作间的混淆，必须串行化或序列化请求，使得在同一时间仅有一个请求用于同一数据。

持久性

在事务完成以后，该事务对数据库所作的更改便持久的保存在数据库之中，并不会被回滚。

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write-ahead logging(WAL)预写式日志

预写式日志(WAL) 是一种实现事务日志的标准方法,很多主流的数据库都是用的这种方法。简言之，WAL 就是对硬盘上的数据文件(表和索引)的修改必须只能在这些修改已经记录了日志之后，即在这些新的日志记录到存储器(硬盘)之后。 这样的话我们就不需要在每次事务提交的时候都把数据页记录到磁盘。
这样的方法能使局部的顺序I/O(根据日志顺序地对各个表各个区域进行I/O)取代全局的随机I/O(大量并发的I/O不是针对同一区域同一表的)。因为我们知道在出现崩溃的情况下， 我们可以用日志来恢复数据库：任何尚未附加到数据页的记录都将先从日志记录中重做（这叫向前滚动恢复，也叫做 REDO）。

WAL 的中心思想是对数据文件 的修改（它们是表和索引的载体）必须是只能发生在这些修改已经 记录了日志之后 -- 也就是说，在日志记录冲刷到永久存储器之后． 如果我们遵循这个过程，那么我们就不需要在每次事务提交的时候 都把数据页冲刷到磁盘，因为我们知道在出现崩溃的情况下， 我们可以用日志来恢复数据库：任何尚未附加到数据页的记录 都将先从日志记录中重做（这叫向前滚动恢复，也叫做 REDO） 然后那些未提交的事务做的修改将被从数据页中删除 （这叫向后滚动恢复 - UNDO）。

影子分页（shadow paging）

In computer science, shadow paging is a technique for providing atomicity and durability (two of the ACID properties) in database systems. A page in this context refers to a unit of physical storage (probably on a hard disk), typically of the order of 1 to 64 KiB.
Shadow paging is a copy-on-write technique for avoiding in-place updates of pages. Instead, when a page is to be modified, a shadow page is allocated. Since the shadow page has no references (from other pages on disk), it can be modified liberally, without concern for consistency constraints, etc. When the page is ready to become durable, all pages that referred to the original are updated to refer to the new replacement page instead. Because the page is "activated" only when it is ready, it is atomic.