Лекция 11: Транзакции и блокировка транзакций

Любая база данных годна к использованию только тогда, когда её состояние соответствует состоянию предметной области. Такие состояния называют целостными. Очевидно, что при изменении данных БД должна переходить от одного целостного состояния к другому. Однако, в процессе обновления данных возможны ситуации, когда состояние целостности нарушается. Например:

В банковской системе производится перевод денежных средств с одного счёта на другой. На языке SQL эта операция описывается последовательностью двух команд UPDATE:

UPDATE accounts SET summa=summa-1000 WHERE account=’PC_1’ UPDATE accounts SET summa=summa+1000 WHERE account=’PC_2’

Как видим, после выполнения первой команды и до завершения второй команды база данных не находится в целостном состоянии (искомая сумма списана с первого счёта, но не зачислена на второй). Если в этот момент в системе произойдёт сбой, то целостное состояние БД будет безвозвратно утеряно.

Целостность БД может нарушаться и во время обработки одной команды SQL. Пусть выполняется операция увеличения зарплаты всех сотрудников фирмы на 20%:

UPDATE employers SET salary=salary*1.2

При этом СУБД последовательно обрабатывает все записи, подлежащие обновлению, т.е. существует временной интервал, когда часть записей содержит новые значения, а часть – старые.

Во избежание таких ситуаций в СУБД вводится понятие транзакции – атомарного действия над БД, переводящего её из одного целостного состояния в другое целостное состояние.

Что такое транзакция?

Транзакция – это набор операций, который выполняется как один логический блок. Использование транзакций позволяет SQL Server обеспечивать определённый уровень целостности и восстанавливаемости данных. Журнал транзакций, который должна иметь каждая база данных, поддерживает запись всех транзакций, которые осуществляют любой тип модификации в базе данных (вставка, обновление или удаление). SQL Server использует этот журнал транзакций для восстановления данных в случае ошибок или отказов системы.

Целостность транзакции зависит, в частности, от программиста SQL. Программист должен знать, когда начинать и когда заканчивать транзакцию и в какой последовательности, чтобы модификации данных обеспечивали логическую согласованность и содержательность данных.

Acid-свойства

Чтобы транзакцию можно было считать допустимой для использования, она должна отвечать четырём требованиям. Эти требования называют ACID-свойствами. «ACID» – это сокращение от «atomicity (атомарность), consistency (согласованность), isolation (изолированность) и durability (устойчивость)». В SQL Server включены механизмы, помогающие обеспечивать соответствие транзакций каждому из этих требований.

Атомарность

SQL Server обеспечивает, что в случае успешного выполнения транзакции фиксируются все модификации данных этой транзакции (в виде группы), а в случае неудачного выполнения транзакции не фиксируется ни одна из модификаций; иными словами, SQL Server обеспечивает атомарность своих транзакций. Транзакция должна выполняться как элементарная (атомарная) операция – отсюда термин «атомарность». Чтобы транзакция считалась успешно выполненной, должен быть выполнен каждый шаг (или оператор) этой транзакции. При неудачном выполнении одного из шагов вся транзакция считается неуспешной, и происходит отмена всех модификаций, внесённых с момента начала транзакции. SQL Server содержит механизм управления транзакциями, который автоматически определяет результат завершения транзакции (успешный или неуспешный) и при необходимости (в случае неуспешной транзакции) отменяет любые модификации данных.