數(shù)據(jù)一致性與事務管理

第19章數(shù)據(jù)一致性與事務管理數(shù)據(jù)庫中，除了數(shù)據(jù)的完整性之外，數(shù)據(jù)的一致性同樣是一個重要的話題。而事務是保證數(shù)據(jù)一致性的重要手段。本章主要講解數(shù)據(jù)的一致性，以及事務的管理。本章的主要內容包括：數(shù)據(jù)一致性簡介；事務簡介；Oracle中的事務處理；事務處理的原則。19.1什么是數(shù)據(jù)一致性和事務數(shù)據(jù)一致性是指數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)在每一時刻都是穩(wěn)定、而且是可靠的狀態(tài)。而事務是保證數(shù)據(jù)一致性的主要手段。19.1.1數(shù)據(jù)一致性對于一個數(shù)據(jù)庫來說，其中的數(shù)據(jù)可能是每時每刻都在發(fā)生著變化，而在數(shù)據(jù)變化的同時，也無時無刻不伴隨著數(shù)據(jù)的讀取。這就對數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)產生了比較高的要求——數(shù)據(jù)庫的每次改變都是可被接受的，而每次讀取的數(shù)據(jù)也都是正常的。這就是數(shù)據(jù)一致性的體現(xiàn)。例如，在某個用戶的銀行賬戶中，現(xiàn)有存款100元。此時，如果一個用戶讀取其中的數(shù)據(jù)為100元，那么，此時的100元是可以接受的數(shù)據(jù)。但在同一時刻，另一用戶針對同一賬戶進行了以下操作，向其中存入了100元，但是還沒有提交動作，那么，此時第一個用戶有可能會讀到200元的余額。事實上，由于某些原因，第二個用戶的提交沒有成功，那么第一個用戶所讀取的200元，并非數(shù)據(jù)庫的真實和可靠的狀態(tài)。這就造成了讀不一致性。另外一種情形，如果第一個用戶讀取了200元的同時，取出了100元，那么計算獲得余額為100元。而第二個用戶的存款動作失敗，最后，第一個用戶的余額重新覆蓋數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，那么就會將100再次寫回數(shù)據(jù)庫，這造成了取出100元，最后余額還為100元的狀態(tài)，此時的數(shù)據(jù)庫也不符合一致性的狀態(tài)。19.1.2事務在數(shù)據(jù)庫中，提出了事務的概念來保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性。事務往往包括一個或多個處理步驟。例如，在超市購物包括，選購商品、放入購物車、付款、個人現(xiàn)金或銀行賬戶余額減少、超市賬戶余額增加、商品庫中商品信息更新等步驟。這些步驟組成了一個事務，當其中任何步驟出現(xiàn)異常，并且不能正常進行下去，都會影響其他所有步驟。例如，付款階段不能正常進行，那么將不會對個人的現(xiàn)金或銀行賬戶造成影響，超市的賬戶也不可能進行余額的增加，商品庫中也不能更新該商品的信息。同樣的，如果個人現(xiàn)金或賬戶余額不足，那么也無法完成整個交易。在此之前所做的所有動作：選購商品、放入購物車等都將無效，商品應當被重新放回貨架。19.2Oracle中的事務處理Oracle中的事務應當使用關鍵字transaction。一個事務的生命周期應當包括：事務開始、事務執(zhí)行和事務結束。需要注意的是，Oracle中并不能顯式開始一個事務，也不存在這樣的語句。事務的開始總是隱式進行的，而事務的結束則可以利用commit或者rollback命令進行終止。Oracle中控制事務的常用命令包括：Commit；rollback；savepoint；rollbackto<savepoint>；settransaction；setconstraint。19.2.1commit命令commit命令用于提交事務，并將事務中對數(shù)據(jù)庫的修改進行持久化，即將數(shù)據(jù)庫修改為另外一種狀態(tài)，而這種狀態(tài)是可接受的、可靠的狀態(tài)。whilei<1000loopupdatepeoplesetsalary=salary+10*iwhereid=i;i:=i+1;endloop;commit;對于開發(fā)者來說，最安全的方式是顯式進行數(shù)據(jù)的提交或者回滾，以結束事務。但很多時候，許多開發(fā)者并未注意該問題，而是依靠開發(fā)工具來進行提交或回滾。

此時需要注意的是，如果用戶未提交對數(shù)據(jù)庫的修改，而關閉了回話，或者數(shù)據(jù)庫連接在提交之前斷開，那么針對該數(shù)據(jù)庫的所有操作都將執(zhí)行回滾操作。19.2.1commit命令另外，需要明確的概念是，在提交之前，數(shù)據(jù)庫已經進行了實際更新，不過，并未得到數(shù)據(jù)庫認可，因此提交動作只是一個獲得認可的過程，其花費的數(shù)據(jù)庫資源非常少。而且，提交一條數(shù)據(jù)與提交1000條數(shù)據(jù)所花費的數(shù)據(jù)庫資源是相同的。因此，當實現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)修改或者插入操作時，應當采取最后一次性提交的策略。whilei<1000loopupdatepeoplesetsalary=salary+10*iwhereid=i;i:=i+1;commit;endloop;在該代碼片段中，每次更新數(shù)據(jù)，都有一次提交動作，將造成數(shù)據(jù)庫資源的浪費。

19.2.2rollback命令rollback命令用于回滾用戶操作。在某些時機，例如程序代碼段中出現(xiàn)異?；蝈e誤，或者用戶直接發(fā)出撤銷命令，需要回滾操作?；貪L操作將終止事務處理，并撤銷用戶在當前事務中進行的更改。beginwhilei<1000loopupdatepeoplesetsalary=salary+10*iwhereid=i;i:=i+1;endloop;exceptionrollback;end;回滾操作，首先要讀取回滾段信息，并利用這些信息將數(shù)據(jù)庫中已發(fā)生的修改重新恢復。例如，對于使用了update操作的列，則需要將其恢復到原值，而使用了delete操作的行，則需要再次執(zhí)行插入操作。因此，回滾操作所需要的時間和花費的資源，依賴于在事務中所執(zhí)行的數(shù)據(jù)庫更改，并與之成正比。通常情況下，回滾操作是非常耗費時間和資源的，因此，回滾往往被用于處理異常，而不用作終端用戶的可操作選項。一旦終端用戶經常性使用回滾操作，那么將為數(shù)據(jù)庫帶來非常大的負擔。應當保證終端用戶在提交事務之前進行確認，來代替允許用戶執(zhí)行回滾，從而實現(xiàn)提交與回滾操作的平衡。19.2.3savepoint和rollbacktosavepoint命令通過對rollback的描述可知，rollback命令走向了一個極端——回滾整個事務的所有操作。而有時，大部分的工作都是必須執(zhí)行的，僅有少量的工作有可能出現(xiàn)異常，并需要回滾。那么，除了利用多個事務進行處理之外，還可以使用savepoint在事務中建立標記點，并允許用戶只回滾標記點之后的動作?；貪L標記點之后的操作，需要使用rollbacktosavepoint命令。updatepeoplesetid=id-1;beginsavepointinsert_people;updatepeoplesetstatus='CXL';insertintopeople(id,name,status)values(1,'allen','ACT');exceptionwhenothersthenrollbacktoinsert_people;end;19.2.3savepoint和rollbacktosavepoint命令這里需要注意的是，回滾操作雖然回滾了數(shù)據(jù)庫狀態(tài)，但是并不會改變程序的運行軌跡，也就是說，程序繼續(xù)執(zhí)行rollbacktoinsert_people的下一條語句。

updatepeoplesetid=id-1;beginsavepointinsert_people;updatepeoplesetstaus='CXL';insertintopeople(id,name,status)values(2,'allen','ACT');exceptionwhenothersthenrollbacktoinsert_people;end;commit;19.2.4事務的屬性和隔離級別事務本身存在著一些屬性，這可以保證事務以某種特定的規(guī)則運行。所謂隔離，是指將事務所能看到的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)與其他事務分隔開來1．readonly屬性settransactionreadonly;insertintopeople(id,name,status)values(13,'youyou','ACT');commit;只讀事務的這種特性，可以提供一種穩(wěn)定的狀態(tài)，從而處理大量的數(shù)據(jù)查詢工作。例如，在生成復雜報表時，需要查詢大量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)又是頻繁變更的，在處理報表的過程中，可以利用只讀事務來提供穩(wěn)定的環(huán)境，以使生成的報表有意義。19.2.4事務的屬性和隔離級別2．readwrite屬性readwrite屬性可以將事務設置為可讀、可寫狀態(tài)。這實際是事務的默認狀態(tài)，因此，該屬性的顯式設定，并沒有太大的現(xiàn)實意義。需要注意的是，一旦使用settransactionreadwrite命令，那么該命令之前，不能出現(xiàn)settransaction命令之外的其他命令。19.2.4事務的屬性和隔離級別3．serializable隔離級別serializable隔離級別是指串行化事務。串行化事務可以實現(xiàn)與只讀事務實現(xiàn)相同的功能——隔離其他事務對數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的影響。但是串行化事務允許在其中執(zhí)行任何DML操作，包括刪除、修改、插入數(shù)據(jù)等。在默認情況下，一個事務可以識別其他事務針對數(shù)據(jù)庫的修改，而這種修改僅限于已經提交到數(shù)據(jù)庫的修改。使用了串行化事務，那么，其他事務已經提交的修改也將被隔離。這里所說的隔離，實際是對于查詢操作來說，也就是串行化事務的處理過程中，無法查看到其他事務的修改。settransactionisolationlevelserializable;19.2.4事務的屬性和隔離級別4．readcommited隔離級別readcommited隔離級別是事務的默認隔離級別，即只能讀取其他事務已經提交的修改。對于尚未提交的修改，只有實現(xiàn)該修改的事務本身可以進行讀取。19.3事務處理原則事務處理的原則可以概括為ACID。ACID是以下單詞的首字母：原子性（Atomicity）：整個事務不可分割，要么全部執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。一致性（Consistency）：事務一旦提交生效，會將數(shù)據(jù)庫從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。隔離性（Isolation）隔離性（Isolation）：

在事務處理的過程中，事務處理的效果對于其他事務，是完全透明的。持久性（Durablity）：一旦提交了事務處理，那么事務處理的效果將永久生效。19.3.1原子性Oracle中的事務處理遵循原子性。無論事務中包含多少語句，要么提交所有工作，要么廢除所有工作。需要注意的是，利用savepoint和rollbacksavepoint回滾部分操作并非特例，這是因為利用rollbacksavepoint也是用戶指定的動作?？梢钥醋鍪聞仗幚碇械钠胀?。createtablet(datavarchar2(2));insertintotvalues('a');insertintotvalues('b');Rollback;select*fromt;19.3.2一致性Oracle中的事務必須保證數(shù)據(jù)的一致性。數(shù)據(jù)一致性的一個典型實例為外鍵約束。例如，在外鍵約束時，首先更新父表中的主鍵，如果在子表中有數(shù)據(jù)與該父表記錄相關聯(lián)，那么父表的更新將被終止。同樣地，如果試圖更新子表的外鍵列，也會造成更新失敗。因為這兩個動作都破壞了數(shù)據(jù)的一致性。無論哪種操作，如果成功執(zhí)行，都會使數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)處于邏輯上的不可接受狀態(tài)。此時的數(shù)據(jù)一致性的保持，是在出現(xiàn)在語句級，即每條DML語句都會進行校驗。而事務可以包含多條語句，并可以在事務開始執(zhí)行時將約束設置為延遲校驗。以外鍵約束為例，可以成功避開無法更新父表主鍵和子表外鍵的尷尬。但是，提交時，延遲校驗將生效，以保持數(shù)據(jù)一致性。19.3.2一致性createtablevendor(vendor_idintegerprimarykey,vendor_namevarchar2(20));createtablepo(po_idinteger,vendor_idinteger,constraintfk_vendor_poforeignkey(vendor_id)referencesvendordeferrable);insertintovendorvalues(1,'HK');insertintopovalues(1,1);updatevendorsetvendor_id=2;setconstraintsfk_vendor_podeferred;updatevendorsetvendor_id=2;updateposetvendor_id=2;

commit;19.3.3隔離性1．臟讀取（DirtyRead）臟讀取意味著，可以讀取來自外界其他動作對數(shù)據(jù)庫的修改，而這種修改尚未提交，未提交的數(shù)據(jù)有可能回滾。也就是說，讀取的數(shù)據(jù)并非真正有效的數(shù)據(jù)，這將直接破壞數(shù)據(jù)一致性。2．不可重讀不可重讀意味著，如果用戶在某一時刻讀取了一條記錄，那么，在下一時刻再次讀取時，該記錄已發(fā)生改變。其狀態(tài)類似于“人不能兩次踏入同一條河流”。不可重讀并非不可接受的，相反，不可重讀是一種正常的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。這與臟讀取是有本質區(qū)別的。3．影像讀取影像讀取意味著，如果用戶在某一時刻執(zhí)行了一個查詢，在下一時刻再次執(zhí)行相同查詢時，可能會有新的數(shù)據(jù)加入。但是，已經讀取的數(shù)據(jù)是不會改變的，只是查詢所獲得結果集更大而已。19.3.4持久性持久性是指，當事務一旦提交，其改變將會生效，并將信息存儲在磁盤上。當系統(tǒng)再次重新啟動或者故障時，這些信息不會丟失。對于提交動作來說，用戶見到提交成功提示時，Oracle并未完成持久化工作。但是，Oracle數(shù)據(jù)庫利用redo日志文件來保證系統(tǒng)的持久性。redo文件在事務提交的前一刻生成，其中記錄了一旦提交時，系統(tǒng)崩潰，那么該如何將事務的工作再次執(zhí)行，以保證事務真正執(zhí)行完畢，并持久化到數(shù)據(jù)庫。19.4本章實例本節(jié)將通過一個實例查看事務嵌套的處理原則。事務嵌套是指，在事務的處理過程中調用了其他子程序，子程序所完成的功能也是一個事物?！痉独?9-12】該范例用于演示事務嵌套的處理原則。createtablerecords(recordvarchar2(20));createorreplaceprocedurelocaliscounternumber:=-1;beginselectcount(*)intocounterfromrecords;dbms_output.put_line('子程序，當前記錄數(shù)為：'||counter);insertintorecordsvalues('該記錄來自local');commit;end;19.4本章實例declarecounternumber:=-1;begindeletefromrecords;commit;insertintorecordsvalues('該記錄來自Global');local;selectcount(*)intocounterfromrecords;dbms_output.put_line('主程序，當前記錄數(shù)為：'||counter);rollback;

local;insertintorecordsvalues('該記錄來自Gobal');commit;

local;selectcount(*)intocounterfromrecords;dbms_output.put_line('主程序，當前記錄數(shù)為：'||counter);end;19.4本章實例declarecounternumber:=-1;begindeletefromrecords;commit;insertintorecordsvalues('該記錄來自Global');lo