SQL 入门教程:管理事务处理

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这一部分介绍什么是事务处理,如何利用 COMMITROLLBACK 语句管理事务处理。

一、事务处理

使用事务处理(transaction processing),通过确保成批的 SQL 操作要么完全执行,要么完全不执行,来维护数据库的完整性。

正如 联结 所述,关系数据库把数据存储在多个表中,使数据更容易操纵、维护和重用。不用深究如何以及为什么进行关系数据库设计,在某种程度上说,设计良好的数据库模式都是关联的。

本教程使用的 Orders 表就是一个很好的例子。订单存储在 OrdersOrderItems 两个表中:Orders 存储实际的订单,OrderItems 存储订购的各项物品。这两个表使用称为主键(参阅 数据库基础)的唯一 ID 互相关联,又与包含客户和产品信息的其他表相关联。

给系统添加订单的过程如下:

(1) 检查数据库中是否存在相应的顾客,如果不存在,添加他;

(2) 检索顾客的 ID;

(3) 在 Orders 表添加一行,它与顾客 ID 相关联;

(4) 检索 Orders 表中赋予的新订单 ID;

(5) 为订购的每个物品在 OrderItems 表中添加一行,通过检索出来的 ID 把它与 Orders 表关联(并且通过产品 ID 与 Products 表关联)。

现在假设由于某种数据库故障(如超出磁盘空间、安全限制、表锁等),这个过程无法完成。数据库中的数据会出现什么情况?

如果故障发生在添加顾客之后,添加 Orders 表之前,则不会有什么问题。某些顾客没有订单是完全合法的。重新执行此过程时,所插入的顾客记录将被检索和使用。可以有效地从出故障的地方开始执行此过程。

但是,如果故障发生在插入 Orders 行之后,添加 OrderItems 行之前,怎么办?现在,数据库中有一个空订单。

更糟的是,如果系统在添加 OrderItems 行之时出现故障,怎么办?结果是数据库中存在不完整的订单,而你还不知道。

如何解决这种问题?这就需要使用事务处理了。事务处理是一种机制,用来管理必须成批执行的 SQL 操作,保证数据库不包含不完整的操作结果。利用事务处理,可以保证一组操作不会中途停止,它们要么完全执行,要么完全不执行(除非明确指示)。如果没有错误发生,整组语句提交给(写到)数据库表;如果发生错误,则进行回退(撤销),将数据库恢复到某个已知且安全的状态。

再看这个例子,这次我们说明这一过程是如何工作的:

(1) 检查数据库中是否存在相应的顾客,如果不存在,添加他;

(2) 提交顾客信息;

(3) 检索顾客的 ID;

(4) 在 Orders 表中添加一行;

(5) 如果向 Orders 表添加行时出现故障,回退;

(6) 检索 Orders 表中赋予的新订单 ID;

(7) 对于订购的每项物品,添加新行到 OrderItems 表;

(8) 如果向 OrderItems 添加行时出现故障,回退所有添加的 OrderItems 行和 Orders 行。

在使用事务处理时,有几个反复出现的关键词。下面是关于事务处理需要知道的几个术语:

  • 事务(transaction)指一组 SQL 语句;
  • 回退(rollback)指撤销指定 SQL 语句的过程;
  • 提交(commit)指将未存储的 SQL 语句结果写入数据库表;
  • 保留点(savepoint)指事务处理中设置的临时占位符(placeholder),可以对它发布回退(与回退整个事务处理不同)。

提示:可以回退哪些语句?

事务处理用来管理 INSERTUPDATEDELETE 语句。不能回退 SELECT 语句(回退 SELECT 语句也没有必要),也不能回退 CREATEDROP 操作。事务处理中可以使用这些语句,但进行回退时,这些操作也不撤销。

二、控制事务处理

我们已经知道了什么是事务处理,下面讨论管理事务中涉及的问题。

注意:事务处理实现的差异

不同 DBMS 用来实现事务处理的语法有所不同。在使用事务处理时请参阅相应的 DBMS 文档。

管理事务的关键在于将 SQL 语句组分解为逻辑块,并明确规定数据何时应该回退,何时不应该回退。

有的 DBMS 要求明确标识事务处理块的开始和结束。如在 SQL Server 中,标识如下(省略号表示实际的代码):

输入▼

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BEGIN TRANSACTION
...
COMMIT TRANSACTION

分析▼

在这个例子中,BEGIN TRANSACTIONCOMMIT TRANSACTION 语句之间的 SQL 必须完全执行或者完全不执行。

MariaDB 和 MySQL 中等同的代码为:

输入▼

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2
START TRANSACTION
...

Oracle 使用的语法:

输入▼

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2
SET TRANSACTION
...

PostgreSQL 使用 ANSI SQL 语法:

输入▼

1
2
BEGIN
...

其他 DBMS 采用上述语法的变体。你会发现,多数实现没有明确标识事务处理在何处结束。事务一直存在,直到被中断。通常,COMMIT 用于保存更改,ROLLBACK 用于撤销,详述如下。

2.1 使用 ROLLBACK

SQL 的 ROLLBACK 命令用来回退(撤销)SQL 语句,请看下面的语句:

输入▼

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2
DELETE FROM Orders;
ROLLBACK;

分析▼

在此例子中,执行 DELETE 操作,然后用 ROLLBACK 语句撤销。虽然这不是最有用的例子,但它的确能够说明,在事务处理块中,DELETE 操作(与 INSERTUPDATE 操作一样)并不是最终的结果。

2.2 使用 COMMIT

一般的 SQL 语句都是针对数据库表直接执行和编写的。这就是所谓的隐式提交(implicit commit),即提交(写或保存)操作是自动进行的。

在事务处理块中,提交不会隐式进行。不过,不同 DBMS 的做法有所不同。有的 DBMS 按隐式提交处理事务端,有的则不这样。

进行明确的提交,使用 COMMIT 语句。下面是一个 SQL Server 的例子:

输入▼

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BEGIN TRANSACTION
DELETE OrderItems WHERE order_num = 12345
DELETE Orders WHERE order_num = 12345
COMMIT TRANSACTION

分析▼

在这个 SQL Server 例子中,从系统中完全删除订单 12345。因为涉及更新两个数据库表 OrdersOrderItems,所以使用事务处理块来保证订单不被部分删除。最后的 COMMIT 语句仅在不出错时写出更改。如果第一条 DELETE 起作用,但第二条失败,则 DELETE 不会提交。

为在 Oracle 中完成相同的工作,可如下进行:

输入▼

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SET TRANSACTION
DELETE OrderItems WHERE order_num = 12345;
DELETE Orders WHERE order_num = 12345;
COMMIT;

2.3 使用保留点

使用简单的 ROLLBACKCOMMIT 语句,就可以写入或撤销整个事务。但是,只对简单的事务才能这样做,复杂的事务可能需要部分提交或回退。

例如前面描述的添加订单的过程就是一个事务。如果发生错误,只需要返回到添加 Orders 行之前即可。不需要回退到 Customers 表(如果存在的话)。

要支持回退部分事务,必须在事务处理块中的合适位置放置占位符。这样,如果需要回退,可以回退到某个占位符。

在 SQL 中,这些占位符称为保留点。在 MariaDB、MySQL 和 Oracle 中创建占位符,可使用 SAVEPOINT 语句。

输入▼

1
SAVEPOINT delete1;

在 SQL Server 中,如下进行:

输入▼

1
SAVE TRANSACTION delete1;

每个保留点都要取能够标识它的唯一名字,以便在回退时,DBMS 知道回退到何处。要回退到本例给出的保留点,在 SQL Server 中可如下进行。

输入▼

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ROLLBACK TRANSACTION delete1;

在 MariaDB、MySQL 和 Oracle 中,如下进行:

输入▼

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ROLLBACK TO delete1;

下面是一个完整的 SQL Server 例子:

输入▼

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BEGIN TRANSACTION
INSERT INTO Customers(cust_id, cust_name)
VALUES(1000000010, 'Toys Emporium');
SAVE TRANSACTION StartOrder;
INSERT INTO Orders(order_num, order_date, cust_id)
VALUES(20100,'2001/12/1',1000000010);
IF @@ERROR <> 0 ROLLBACK TRANSACTION StartOrder;
INSERT INTO OrderItems(order_num, order_item,prod_id, quantity, item_price)
VALUES(20100, 1, 'BR01', 100, 5.49);
IF @@ERROR <> 0 ROLLBACK TRANSACTION StartOrder;
INSERT INTO OrderItems(order_num, order_item,prod_id, quantity, item_price)
VALUES(20100, 2, 'BR03', 100, 10.99);
IF @@ERROR <> 0 ROLLBACK TRANSACTION StartOrder;
COMMIT TRANSACTION

分析▼

这里的事务处理块中包含了 4 条 INSERT 语句。在第一条 INSERT 语句之后定义了一个保留点,因此,如果后面的任何一个 INSERT 操作失败,事务处理能够回退到这里。在 SQL Server 中,可检查一个名为 @@ERROR 的变量,看操作是否成功。(其他 DBMS 使用不同的函数或变量返回此信息。)如果 @@ERROR 返回一个非 0 的值,表示有错误发生,事务处理回退到保留点。如果整个事务处理成功,发布 COMMIT 以保留数据。

提示:保留点越多越好

可以在 SQL 代码中设置任意多的保留点,越多越好。为什么呢?因为保留点越多,你就越能灵活地进行回退。

三、小结

这一部分介绍了事务是必须完整执行的 SQL 语句块。我们学习了如何使用 COMMITROLLBACK 语句对何时写数据、何时撤销进行明确的管理;还学习了如何使用保留点,更好地控制回退操作。事务处理是个相当重要的主题,一个部分的内容无法全部涉及。各种 DBMS 对事务处理的实现不同,详细内容请参考具体的 DBMS 文档。

(完)

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