本文介绍什么是 SQL 事务处理,如何利用 COMMIT
和 ROLLBACK
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。
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 如何使用 SQL INNER JOIN 联结两个或多个表 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。
前面使用的 Orders
表就是一个很好的例子。订单存储在 Orders
和 OrderItems
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 学习 SQL 之前需要了解的基础知识)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)。
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。
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):
|
|
在这个例子中,BEGIN TRANSACTION
和 COMMIT 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:
|
|
Oracle 使用的语法:
|
|
PostgreSQL 使用 ANSI SQL 语法:
|
|
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:
|
|
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 INSERT
和 UPDATE
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:
|
|
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 Orders
和 OrderItems
,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:
|
|
2.3 使用保留点
使用简单的 ROLLBACK
和 COMMIT
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。
|
|
在 SQL Server 中,如下进行:
|
|
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。
|
|
在 MariaDB、MySQL 和 Oracle 中,如下进行:
|
|
下面是一个完整的 SQL Server 例子:
|
|
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。
三、小结
本文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 COMMIT
和 ROLLBACK
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,一篇文章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)