詳解SQL Server 中的 ACID 屬性
目錄
- SQL Server 中的事務是什么？
- 事務的 ACID 屬性是什么？
- SQL Server 中事務的原子性
- SQL Server 中事務的一致性
- SQL Server 中事務的隔離性
- SQL Server 中事務的持久性
SQL Server 中的事務是什么？
SQL Server 中的事務是一組被視為一個單元的 SQL 語句，它們按照“做所有事或不做任何事”的原則執行，成功的事務必須通過 ACID 測試。
事務的 ACID 屬性是什么？
首字母縮寫詞 ACID 是指事務的四個關鍵屬性
- 原子性: Atomicity
- 一致性: Consistency
- 隔離性: Isolation
- 持久性: Durability
為了理解這一點，我們將使用以下兩個表測試。
Product (產品表)
ProductSales (產品銷售表)
請使用以下 SQL 腳本創建并使用示例數據填充 Product 和 ProductSales 表。
IF OBJECT_ID("dbo.Product","U") IS NOT NULL
DROP TABLE dbo.Product
IF OBJECT_ID("dbo.ProductSales","U") IS NOT NULL
DROP TABLE dbo.ProductSales
GO
CREATE TABLE Product
(
ProductID INT PRIMARY KEY,
Name VARCHAR(40),
Price INT,
Quantity INT
)
GO
INSERT INTO Product VALUES(101, "Laptop", 15000, 100)
INSERT INTO Product VALUES(102, "Desktop", 20000, 150)
INSERT INTO Product VALUES(103, "Mobile", 3000, 200)
INSERT INTO Product VALUES(104, "Tablet", 4000, 250)
GO
CREATE TABLE ProductSales
(
ProductSalesId INT PRIMARY KEY,
ProductId INT,
QuantitySold INT
)
GO
INSERT INTO ProductSales VALUES(1, 101, 10)
INSERT INTO ProductSales VALUES(2, 102, 15)
INSERT INTO ProductSales VALUES(3, 103, 30)
INSERT INTO ProductSales VALUES(4, 104, 35)
GO
SQL Server 中事務的原子性
SQL Server 中事務的原子性確保事務中的所有 DML 語句（即插入、更新、刪除）成功完成或全部回滾。例如，在以下 spSellProduct 存儲過程中，UPDATE 和 INSERT 語句都應該成功。如果 UPDATE 語句成功而 INSERT 語句失敗，數據庫應該通過回滾來撤消 UPDATE 語句所做的更改。
IF OBJECT_ID("spSellProduct","P") IS NOT NULL
DROP PROCEDURE spSellProduct
GO
CREATE PROCEDURE spSellProduct
@ProductID INT,
@QuantityToSell INT
AS
BEGIN
-- 首先我們需要檢查待銷售產品的可用庫存
DECLARE @StockAvailable INT
SELECT @StockAvailable = Quantity FROM Product WHERE ProductId = @ProductId
--如果可用庫存小于要銷售的數量,拋出錯誤
IF(@StockAvailable < @QuantityToSell)
BEGIN
Raiserror("可用庫存不足",16,1)
END
-- 如果可用庫存充足
ELSE
BEGIN
BEGIN TRY
-- 我們需要開啟一個事務
BEGIN TRANSACTION
-- 首先做減庫存操作
UPDATE Product SET Quantity = (Quantity - @QuantityToSell) WHERE ProductID = @ProductID
-- 計算當前最大的產品銷售ID,即 MaxProductSalesId
DECLARE @MaxProductSalesId INT
SELECT @MaxProductSalesId = CASE
WHEN MAX(ProductSalesId) IS NULL THEN 0
ELSE MAX(ProductSalesId)
END
FROM ProductSales
-- 把 @MaxProductSalesId 加一, 所以我們會避免主鍵沖突
--(解釋下,建表的時候,沒有設置主鍵自增,所以需要人工處理自增)
Set @MaxProductSalesId = @MaxProductSalesId + 1
-- 把銷售的產品數量記錄到ProductSales表中
INSERT INTO ProductSales VALUES (@MaxProductSalesId, @ProductId, @QuantityToSell)
-- 最后,提交事務
COMMIT TRANSACTION
END TRY
BEGIN CATCH
-- 如果發生了異常,回滾事務
ROLLBACK TRANSACTION
END CATCH
End
END
SQL Server 中事務的一致性
SQL Server 中事務的一致性確保數據庫數據在事務開始之前處于一致狀態，并且在事務完成后也使數據保持一致狀態。如果事務違反規則，則應回滾。例如，如果可用庫存從 Product 表中減少，那么 ProductSales 表中必須有一個相關條目。
在我們的示例中，假設事務更新了 product 表中的可用數量，突然出現系統故障（就在插入 ProductSales 表之前或中間）。在這種情況下系統會回滾更新，否則我們無法追蹤庫存信息。
SQL Server 中事務的隔離性
SQL Server 中事務的隔離性確保事務的中間狀態對其他事務不可見。一個事務所做的數據修改必須與所有其他事務所做的數據修改隔離。大多數數據庫使用鎖定來維護事務隔離。
為了理解事務的隔離性，我們將使用兩個獨立的 SQL Server 事務。從第一個事務開始，我們啟動了事務并更新了 Product 表中的記錄，但我們還沒有提交或回滾事務。在第二個事務中，我們使用 select 語句來選擇 Product 表中存在的記錄，如下所示。
在sqlserver management studio 或 Navicat 中新建兩個獨立的查詢窗口
首先在第1個窗口運行以下事務,更新庫存(注意事務沒有提交或回滾,回滾語句被注釋了)
begin tran update dbo.Product set Quantity = 150 where ProductID = 101 --rollback tran
然后在第2個窗口運行以下語句,查詢被更新的產品
select * from dbo.Product where ProductID = 101
你會發現,第2個窗口中的查詢語句被阻塞了(一直處于運行狀態,沒有返回數據)
解決阻塞: 切換到第1個窗口, (按下鼠標左鍵拖動選擇 rollback tran ,注意不包含注釋 -- ),
然后單獨執行這個語句, 在 sqlserver management studio 直接點擊執行就行, 在 Navicat 中,點擊運行按鈕右邊的下拉箭頭,點擊運行已選擇的,好了,再切換到第2個窗口,你會發現結果出來了
阻塞的原因: SqlServer默認的事務隔離級別是 Read Committed,
在上述的Update語句執行時會在對應的數據行上加一個 排它鎖(X), 直到事務提交或者回滾才會釋放,這保證了在此期間,其他任何事務都不能操作此行數據(查詢也不行),因為排它鎖(也叫獨占鎖),和其他類型的鎖都是不兼容的,這保證了其他事務看不到另一個事務的中間狀態,即避免了臟讀
SQL Server 中事務的持久性
SQL Server 中事務的持久性確保一旦事務成功完成，它對數據庫所做的更改將是永久性的。即使出現系統故障或電源故障或任何異常變化，它也應該保護已提交的數據。
注意：首字母縮寫詞 ACID 由 Andreas Reuter 和 Theo Härder 在 1983 年創建，然而，Jim Gray 在 1970 年代后期已經定義了這些屬性。大多數流行的數據庫，如 SQL Server、Oracle、MySQL、Postgre SQL 默認都遵循 ACID 屬性。
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