《新编数据库技术-MySQL》电子教案 第9章 数据库事务

《新编数据库技术--MySQL》教案（学期名称）第19-20讲授课日期授课班级教案主题数据库事务学时分配（线下课程，本单元学时数）4（混合式课程，线上/线下学时数）4主讲教师（本单元授课教师，可以多人）教学目标理解事务的基本概念，能够准确描述事务的定义和作用。

掌握事务ACID特性的具体含义，能举例说明原子性、一致性、隔离性和持久性在实际场景中的体现。

熟练掌握事务的基本操作，包括开启事务、提交事务、回滚事务和设置保存点的SQL语法。

识别事务并发执行时可能出现的脏读、不可重复读和幻读问题，并理解其产生原因。

理解四种事务隔离级别（读未提交、读提交、可重复读、可串行化）的特点及适用场景。

能够根据实际需求选择合适的事务隔离级别，解决并发事务带来的数据一致性问题。

教学重点1.事务ACID特性：通过图书馆借阅图书的案例，详细讲解原子性（借阅操作要么全部成功，要么全部失败）、一致性（借阅前后图书总量不变）、隔离性（多个用户同时借阅互不干扰）、持久性（借阅成功后数据永久保存），配合实例加深理解。

2.事务基本操作（提交、回滚、保存点）：以学生信息修改为例，演示STARTTRANSACTION开启事务、COMMIT提交事务、ROLLBACK回滚事务以及SAVEPOINT设置保存点的具体SQL语句及执行效果，让学生动手操作练习。

3.事务并发问题及隔离级别：结合学生获奖数修改、新增学生记录等案例，展示脏读、不可重复读、幻读的产生过程，通过对比表格清晰呈现不同隔离级别对并发问题的解决情况，重点讲解MySQL默认隔离级别可重复读的机制。

教学难点1.ACID特性中一致性与隔离性的区别：通过对比分析，强调一致性是事务执行前后数据库从一个一致状态到另一个一致状态的特性，由业务逻辑和数据库约束保证；隔离性是多个事务并发执行时相互隔离的程度，由数据库管理系统实现，结合实例进行区分。

2.不可重复读与幻读的差异：以学生获奖数修改（不可重复读）和新增学院学生记录（幻读）为例，说明不可重复读关注同一数据项多次读取结果不同，幻读关注查询范围内记录数的变化，通过时间线流程图直观展示两者区别。

3.隔离级别与性能的权衡：讲解不同隔离级别（如可串行化解决所有并发问题但性能低，读未提交性能高但问题多）的实现机制，结合实际应用场景（如银行转账需高隔离级别，普通查询可降低隔离级别），引导学生理解如何在数据一致性和系统性能间做出合理选择。

教学设计思路以图书馆借阅管理系统为贯穿始终的应用背景，采用“问题驱动-理论讲解-案例演示-实践操作-总结提升”的教学模式。

首先，通过图书馆借阅图书时可能出现的部分操作成功、部分操作失败的问题，引出事务的概念及重要性，激发学生学习兴趣。

接着，围绕事务的ACID特性，结合具体的借阅案例逐一讲解，使抽象的理论具体化。

然后，讲解事务的基本操作，让学生在MySQL环境中实际操作提交、回滚、设置保存点等，加深对事务处理流程的理解。

在事务并发问题部分，设计多个并发场景案例（如同时借阅同一本书、同时修改学生信息等），让学生观察问题现象，分析产生原因，进而引出隔离级别的概念。

通过对比表格和实例演示，帮助学生理解不同隔离级别如何解决并发问题，以及它们之间的性能差异。

最后，通过综合案例分析和课后作业，巩固所学知识，培养学生解决实际事务处理问题的能力。整个教学过程注重理论与实践结合，引导学生主动思考和动手操作。

教学过程1.导入新课（10分钟）

问题导入：假设图书馆系统中，读者借阅一本图书需要同时在借阅表新增记录和在图书表修改库存，若新增记录成功但修改库存失败，会出现什么问题？

学生思考后，教师总结：这会导致数据不一致，引出事务的概念——事务是一组不可分割的数据库操作单元，用以保证数据一致性。

展示本章思维导图，介绍学习目标和主要内容。

2.事务概述（25分钟）

（1）什么是事务：结合导入问题，明确事务是由有限SQL语句（DML语句）构成的执行单元，强调InnoDB存储引擎支持事务，MyISAM不支持。

（2）事务的ACID特性：

-原子性：以图书馆借阅为例，“新增借阅记录”和“修改图书库存”要么都成功，要么都失败，演示部分操作失败时的回滚效果。

-一致性：借阅前图书库存为5本，借阅后应为4本，总记录数保持一致，若出现库存为负数则违反一致性。

-隔离性：学生A和学生B同时借阅同一本书，各自事务操作相互隔离，不会因对方未提交的操作而影响自己。

-持久性：借阅操作提交后，即使系统崩溃，再次启动后借阅记录和库存修改仍有效。

（3）事务处理方法：讲解直接开启事务（STARTTRANSACTION）和更改自动提交模式（SETAUTOCOMMIT=0）两种方式，演示查看自动提交模式的SQL语句（showvariableslike'AUTOCOMMIT'）。

3.事务处理（30分钟）

（1）事务的提交：以学生邓承明学院信息修改为例，演示STARTTRANSACTION开启事务，执行UPDATE语句后，用COMMIT提交事务，对比提交前后查询结果的变化。

（2）事务的回滚：同样以学生邓承明学院信息修改为例，开启事务执行UPDATE后不提交，而是执行ROLLBACK回滚事务，观察查询结果恢复到初始状态。

（3）事务的保存点：以修改邓承明和马又云学院信息为例，在修改邓承明信息后设置SAVEPOINTT，继续修改马又云信息，然后ROLLBACKTOT回滚到保存点，展示仅马又云的修改被回滚，邓承明的修改保留。

学生动手实践：每人按照案例步骤操作，教师巡视指导，解决学生操作中遇到的问题（如忘记开启事务、保存点名称错误等）。

4.事务并发引起的问题和解决方法（40分钟）

（1）并发引起的问题：

-脏读：事务A读取事务B未提交的学生获奖数修改（从2改为3），事务B随后回滚，事务A读取到无效数据。通过时间线表格展示事务A和B的执行顺序及结果。

-不可重复读：事务A两次读取学生获奖数，事务B在两次读取间修改并提交，导致事务A两次结果不同（2→3）。

-幻读：事务A两次查询理学院学生人数，事务B在两次查询间新增一名理学院学生并提交，导致事务A两次查询人数不同（3人→4人）。

（2）设置事务的隔离级别：

-介绍四种隔离级别：读未提交（ReadUncommitted）、读提交（ReadCommitted）、可重复读（RepeatableRead）、可串行化（Serializable）。

-对比表格展示各隔离级别对脏读、不可重复读、幻读的解决情况，强调MySQL默认隔离级别为可重复读。

-演示查看和设置隔离级别的SQL语句：SELECT@@transaction_isolation（查看当前会话隔离级别）、SETSESSIONTRANSACTIONISOLATIONLEVEL隔离级别（设置当前会话隔离级别）。

-案例验证：在不同隔离级别下重新执行脏读、不可重复读案例，观察结果变化，理解隔离级别如何解决并发问题。

5.课堂小结与提问（15分钟）

回顾本节课重点内容：事务概念、ACID特性、基本操作、并发问题及隔离级别。

提问互动：

-“事务回滚和设置保存点回滚有什么区别？”

-“为什么MySQL默认隔离级别是可重复读而不是可串行化？”

学生回答后，教师补充总结，强化重点知识。

课后作业与评价1.基础作业（必做）

（1）完成教材中所有案例的操作，截图记录每个步骤的执行结果，并对结果进行分析说明。

（2）编写SQL语句，实现以下功能：某读者借阅两本图书，要求使用事务保证操作的原子性，若其中一本图书库存不足，则整个借阅操作回滚。

（3）简述在MySQL中如何查看当前全局事务隔离级别和会话事务隔离级别，以及如何将会话隔离级别设置为读提交。

2.拓展作业（选做）

（1）模拟银行转账场景，设计两个账户转账的事务操作，考虑可能出现的并发问题，选择合适的隔离级别并说明理由。

（2）调研不同数据库产品（如Oracle、PostgreSQL）的默认事务隔离级别及与MySQL的差异。

3.评价方式

（1）过程性评价（40%）：课堂动手操作表现、回答问题情况、小组讨论参与度。

（2）作业评价（60%）：基础作业检查SQL语句正确性、执行结果分析合理性；拓展作业评估问题解决能力和知识拓展深度。对于银行转账案例，重点评价隔离级别选择的理由是否充分，能否结合性能和一致性进行分析。

总结与反思本节课围绕数据库事务展开，以图书馆借阅管理系统为案例背景，系统讲解了事务的概念、ACID特性、基本操作、并发问题及隔离级别。通过理论讲解与实例演示相结合，学生能够较好地理解事务的核心知识，大部分学生能够独立完成事务的基本操作和并发问题的分析。

在教学过程中，事务ACID特性中的一致性和隔离性的区别仍是部分学生的理解难点，后续可通过更多不同场景的案例对比，帮助学生进一步区分。事