Транзакции (transactions) – последовательные операции с базами данных. Они представлены некоторой логической единицей для работы с данными. Обрабатываются транзакционными системами, в процессе функционирования которых формируется история транзакций.
Соответствующий компонент тесно связан с SQL-запросами. Далее предстоит изучить транзакции на T-SQL. Следует выяснить, зачем они нужны, как используются в базах данных. Эти сведения пригодятся как новичкам, так и более опытным специалистам.
О СУБД и SQL
Перед изучение SQL-transaction нужно получше познакомиться с СУБД и SQL. Эта информация поможет понять, для чего применяется T-SQL.
Понятие базы данных
База данных – набор данных, который хранится в системе определенным образом. Делается это для того, чтобы пользователь мог работать с имеющимся набором информации.
В компьютерах часто используются реляционные БД. В них данные представлены в упорядоченном виде. Они обладают связями между собой. Реляционные базы данных – это заполненные таблицы.
Основой реляционных моделей служит теория множеств. Она подразумевает объединение различные объектов в единое целое. В БД таковыми непосредственно служат таблицы.
Что такое СУБД
В информатике есть такое понятие как СУБД. Это – система управления базами данных. представляет собой специальную программу, в которой выполняются различными действия с электронными таблицами БД.
Наиболее популярными СУБД выступают:
- Microsoft SQL Server;
- PostgreSQL;
- MySQL;
- Oracle Database.
Каждая СУБД может выполнять определенный спектр операций. Функциональность соответствующих приложений несколько отличается, но главное их предназначение – управление базами данных.
Понятие SQL
Данные в реляционных БД упорядочены и представлены в качестве таблиц. Хранятся и управляются они через специальные приложения – СУБД. Обращение к информации, а также манипулирование ими осуществляется за счет формирования специальных запросов. С их помощью можно удалять, добавлять, считывать и изменять данные в имеющейся базе.
SQL – это язык структурированных запросов. С его помощью формируются специальные запросы к базе данных. это необходимо для организации управления таблицами и сведениями, содержащихся в них. Некий стандарт в информатике, реализованные в реляционных БД. Имеет различные диалекты. Один из них – это T-SQL.
T-SQL – это…
T-SQL – расширение SQL, реализованное в Microsoft Server. Диалект, который в информатике используется для решения разных задач, не связанных с реляционными данными. На нем можно программировать при помощи:
- циклов;
- условных конструкций;
- переменных и иных возможностей.
T-SQL дает возможность реализации сложных алгоритмов бизнес-логики в виде хранимых процедур и функций. Все это приводит к созданию так называемых «программ» внутри БД.
T-SQL – язык, который упрощает формирование SQL-запросов за счет огромного количества встроенных системных функций. Он дает возможность администрировать SQL Server, а также получать системную информацию, используя представления, процедуры и функции.
Транзакции
Для полноценного использования T-SQL при организации управления транзакциями в SQL, нужно понять, что вообще они собой представляют.
Транзакция – это команда или их блок (инструкции), которые успешно завершаются как единое целое. В базе данных все внесенные изменения будут зафиксированы на постоянной основе, или отменены.
В transaction при выполнении хотя бы одной команды или инструкции с ошибкой, все внесенные в БД изменения будут отменены. Это касается даже ситуаций, когда все предыдущие алгоритмы завершились успешно.
Транзакции данных полезны при реализации бизнес-логики в MS Server, предполагающей пошаговые операции. Такие, в которых каждый шаг имеет логическую связь с другими этапами.
Каждая отдельно взятая инструкция диалекта языка запросов – это транзакция. Такие конструкции называются неявными транзакциями. При помощи специальных команд можно задать соответствующие элементы явным образом.
Чтобы лучше понять концепцию transaction, необходимо рассмотреть один стандартный пример – имеется хранимая процедура в виде перевода средств между счетами. Это приводит к формированию минимум двух операций: снятие денег и их зачисление. Пример – две инструкции UPDATE.
В каждой из соответствующих операций может возникнуть ошибка – инструкция не будет выполнена. Если бы первый алгоритм снимал средства (успешное выполнение), а второй, по зачислению средств, выполнялся с ошибкой, без транзакции данных деньги просто потерялись бы. Они в этом случае будут списаны, но «зависнут», неизвестно где.
SQL использует инструкции, которые логически что-то объединяет. Приведенный пример – это все операции, связанные с переводом денег. Они будут прописаны внутри транзакции данных. В соответствующей ситуации, если возникнет ошибка, все изменения будут отменены: деньги вернутся обратно на счет плательщика.
Транзакции можно сочетать с обработкой и перехватом ошибок TRY…CATCH. В этом случае происходит поиск ошибок в блоке инструкций. При их обнаружении в CATCH-блоке транзакция откатывается. Все изменения, даже успешно выполненные до «сбоя», отменяются.
Транзакции баз данных нужны для обеспечения безопасности. Это своеобразные механизмы обеспечения целостности информации.
Свойства
У транзакций есть некоторые свойства:
- Атомарность. Все команды в пределах транзакции или полностью выполняются, а также фиксируются, или не обрабатываются вовсе. Во втором случае после обработки «запроса» ничего не сохраняется.
- Согласованность. Данные, при успешном выполнении транзакции баз данных, должны соблюдать установленные правила по различным ограничениям, первичным и внешним ключам.
- Изоляция. Он представлен механизмом предоставления доступа к данным. Транзакция изолирует информацию, с которой она работает. Это необходимо для того чтобы другие «операции» получали исключительно согласованные сведения.
- Надежность. Все изменения, реализованные в ходе выполнения транзакции фиксируются в специальном журнале. Они считаются надежными, если обработка прошла успешно. При сбое MS Server проверяет информацию, записанную в БД, с журналом транзакций. При обнаружении успешно завершенные «блоки», которые не закончили процесс записи всех необходимых изменений в базу данных, они будут выполнены повторно. Все, что не прошло успешное завершение, будет отменено. Такие транзакции являются неподтвержденными.
Запомнить эти свойства должен каждый администратор. Теперь, когда понятно, для чего нужны транзакции, можно приступить к изучению команд управления в T-SQL. А еще – к рассмотрению наглядных примеров их использования на серверах.
Спектр основных команд управления
Теория транзакции данных поддерживает множество команд управления. К основным относят следующие инструкции:
- Begin transaction или Begin Tran. Определяет начало транзакции. В виде параметра здесь можно передать непосредственное название транзакции. Данный прием особо полезен при вложенности «блоков».
- Commit. Указывает на факт успешного окончания одной транзакции в базе данных. Команда, которая сообщает о том, что все изменения, выполненные ранее, должны быть сохранены на постоянной основе.
- RollBack – завершение всех изменений. Отменяет то, что было выполнено во время «операции». Команда завершает абсолютно все изменения. Пример – при возникновении ошибки в процессе обработки транзакции в базе данных. Это своеобразный откат.
- Save. Отвечает за создание промежуточной точки сохранения. Она формируется внутри транзакции. Сохраняет «точку отката», до которой можно добраться по мере необходимости.
Теперь понятно, какие типы команд используются в транзакциях баз данных SQL. Теория соответствующий «операций» поддерживает специальную модель. Она называется вычислительной. Создана для того чтобы избегать проблем, связанных с обработкой транзакций.
Вычислительная модель
Стандартная вычислительная модель транзакций SQL Server включает в себя:
- Простейшие операции, которые определены над объектами данных.
- Сами транзакции: последовательности или частично упорядоченные множества элементарных команд.
- Расписания (истории), описывающие конкурентное выполнение транзакций.
- Критерии, помогающие определять корректность расписаний.
- Алгоритмы управления транзакциями данных. Они отвечают за получение корректных историй.
Все это поможет избежать таких явлений как: фантомное чтение, неповторяющееся и грязное чтение, потерянное обновление.
Уровни изоляции
СУБД поддерживают так называемый уровень изоляции транзакции. Он может быть совершенно разным:
- 0 – чтение незафиксированных данных (Read Uncommitted). Здесь нет никаких гарантий того, что данные, измененные другими транзакциями, не будут корректироваться снова под откатом. Результат такого чтения – это частые ошибки.
- 1 – чтение зафиксированные данных (Read Committed). Считывание всех изменений своей транзакции, а также зафиксированных корректировок параллельных «блоков». Потерянное изменение и грязное чтение не допускается.
- 2 – повторяемое чтение. Изменения, внесенные параллельными транзакциями, после начала своей, окажутся недоступными. Происходит чтение всех изменений своей «операции». В данном случае возможны только фантомы.
- 3 – сериализуемый. Параллельное выполнение сериализуемой транзакцией с другими должен быть логически эквивалентен результату их последовательного выполнения. Синхронизационные проблемы при таком уровне изоляции отсутствуют.
Чем выше уровень изоляции, тем больше ресурсов необходимо для его обеспечения. По умолчанию в большинстве СУБД используется уровень 1. 0 применяется для отслеживания длительных «операций» или чтения характеристик, которые редко меняются в MS Server.
Типы аномалий
Завершение транзакций при их параллельной работе может быть завершено с ошибками. Они будут связаны с логикой работы операций. Вот наиболее распространенные ошибки завершения транзакции:
- Потерянное обновление. При обновлении поля двумя транзакциями одно из изменений теряется.
- Грязное чтение. Так называется считывание данных, полученных в результате транзакции, которая после этого откатывается.
- Неповторяющееся чтение. Возникает, когда в течение одной транзакции при повторном чтении информация оказывается перезаписанной.
- Фантомы или фантомное чтение. Отличается от предыдущей аномалии тем, что при повторном чтении одна и та же выборка будет выдавать разные множества строк.
Теперь, когда изучены типы аномалий, свойства и команды необходимо рассмотреть наглядные примеры.
Наглядные примеры
Для примеров, приведенных далее, сначала открываем исходные данные. Для этого необходимо создать и обработать такую операцию:
Выше также приведен пример исходных данных. Создание таблиц в БД происходит при помощи CREATE TABLE. SELECT здесь отвечает за выборку.
Простой пример
В заданном примере существуют всего две инструкции. Они изменяют данные и взаимосвязаны друг с другом. Это значит, что соответствующие команды обязательно выполняются совместно или не работают, но тоже вместе.
Обрабатываемые операции объединяются в одну транзакцию. Сначала она создаваемая «операция» открывается через Begin, после необходимо написать все соединяемые инструкции.
Далее потребуется сохраниться. Сделать это можно через команду COMMIT. Она сохраняет все внесенные изменения.
Ошибок в ходе обработки команд не будет. Инструкции выполнятся успешно. Результатом станет проведенная транзакция. Все изменения система сохраняет на постоянной основе через COMMIT.
Если в любой из инструкций возникает ошибка, транзакция прекращается. Все изменения будут отменены. Пример – если во второй команде пользователь попытается записать в Price текстовое значение.
С обработкой ошибок
T-SQL поддерживает механизм перехвата ошибок. Он выражен конструкцией Try…Catch. Соответствующая конструкция используется для отслеживания ошибок внутри приведенных примеров транзакций SQL. При их возникновении система будет предпринимать те или иные действия.
Сначала необходимо открыть блок для обработки ошибок, а затем транзакцию. После в коде указываются инструкции. Пример – UPDATE. Далее блок TRY нужно закрыть и открыть CATCH. В нем при ошибке изменения откатываются через ROLLBACK. Инструкция также завершается принудительно через RETURN.
Если ошибки отсутствуют, блок CATCH не открывается. Происходит выполнение COMMIT. Команда сохраняет все внесенные изменения.
Лучше изучить свойства транзакций, их ошибки, а также разобраться с тем, что использовать – commit или rollback, помогут дистанционные онлайн-курсы. На них с нуля пользователя обучат принципам работы с БД и SQL, а также его диалектам.
Прокачать навыки работы с базами данных можно на курсах Otus.
