PostgreSQL - 第 14 天 - 交易管理 (TRANSACTION)

課程簡介

交易是一組 SQL 操作的集合，這些操作要么全部成功，要么全部失敗，以確保數據庫的一致性。交易特別重要，因為它可以避免數據在操作過程中的不完整或不一致狀況。

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什麼是交易？

在數據庫中，交易（Transaction）是一組邏輯操作單位。交易可以將多個 SQL 語句組合在一起，這些語句作為一個整體來執行。這意味著交易中的所有操作要么全部執行成功，要么全部回滾失敗。

交易具有以下四個特性，稱為 ACID 特性：

• 原子性（Atomicity）：交易中的所有操作要么全部成功，要么全部失敗。
• 一致性（Consistency）：交易開始和結束時，數據庫必須處於一致的狀態。
• 隔離性（Isolation）：交易之間互不影響，即使多個交易同時執行，它們的效果應該和串行執行一樣。
• 持久性（Durability）：一旦交易提交，對數據的更改將永久保存在數據庫中。

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交易管理語句

PostgreSQL 提供以下語句來管理交易：

• BEGIN：開始一個新交易。
• COMMIT：提交交易，保存所有更改。
• ROLLBACK：回滾交易，撤銷所有更改。
• SAVEPOINT：在交易中建立保存點，以便部分回滾。

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基本交易操作

在開始和結束交易時，可以使用以下流程：

BEGIN; -- 開始交易
-- 執行一些 SQL 操作
COMMIT; -- 提交交易，保存更改

如果在交易過程中出現錯誤，可以使用 ROLLBACK 來撤銷所有更改：

BEGIN;
-- 執行一些 SQL 操作
ROLLBACK; -- 出錯時回滾交易

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範例：交易的使用

假設我們有兩個帳戶，帳戶 A 和帳戶 B，我們需要從帳戶 A 向帳戶 B 轉賬。這個操作需要兩步：

1. 從帳戶 A 扣款。
2. 向帳戶 B 存款。

這兩步需要作為一個交易執行，如果其中任何一個操作失敗，我們希望所有更改都回滾。

範例 SQL：

BEGIN; -- 開始交易

UPDATE 帳戶 SET 餘額 = 餘額 - 1000 WHERE 帳戶名 = 'A'; -- 從帳戶 A 扣款
UPDATE 帳戶 SET 餘額 = 餘額 + 1000 WHERE 帳戶名 = 'B'; -- 向帳戶 B 存款

COMMIT; -- 提交交易

如果在其中一條更新語句中出現錯誤，可以使用 ROLLBACK 來撤銷整個交易：

BEGIN;

UPDATE 帳戶 SET 餘額 = 餘額 - 1000 WHERE 帳戶名 = 'A';
UPDATE 帳戶 SET 餘額 = 餘額 + 1000 WHERE 帳戶名 = 'B';

-- 出錯時回滾
ROLLBACK;

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使用 SAVEPOINT 部分回滾

SAVEPOINT 允許在交易過程中建立「保存點」，從而在出錯時回滾到特定保存點，而不必撤銷整個交易。這在較長的交易過程中尤其有用。

SAVEPOINT 語法

BEGIN;
-- 執行一些操作
SAVEPOINT 保存點名; -- 創建保存點
-- 執行更多操作
ROLLBACK TO 保存點名; -- 回滾到保存點
COMMIT;

範例

假設我們有以下步驟，並且希望如果在第二步出錯，只回滾第二步的操作，而保持第一步的操作：

BEGIN;

-- 步驟 1
UPDATE 帳戶 SET 餘額 = 餘額 - 500 WHERE 帳戶名 = 'A';

SAVEPOINT 步驟1; -- 保存點在步驟1後

-- 步驟 2
UPDATE 帳戶 SET 餘額 = 餘額 - 500 WHERE 帳戶名 = 'B';

-- 如果步驟2出錯
ROLLBACK TO 步驟1; -- 回滾到步驟1

COMMIT;

這樣，只會回滾步驟 2 的更改，而步驟 1 的更改會被保留。

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隔離級別

在 PostgreSQL 中，交易的隔離級別影響交易之間的相互影響。常見的隔離級別包括：

• READ UNCOMMITTED：允許讀取未提交的更改，容易產生髒讀（Dirty Read）。
• READ COMMITTED：只能讀取已提交的更改，避免髒讀。
• REPEATABLE READ：交易開始後，其他交易的更改不會影響該交易的結果。
• SERIALIZABLE：最高級別，確保交易之間完全隔離，但可能導致性能降低。

可以使用以下語句來設置隔離級別：

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL 隔離級別;

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本日總結

今天我們學習了 PostgreSQL 中的交易管理，了解了如何使用 BEGIN、COMMIT、ROLLBACK 和 SAVEPOINT 來控制交易，以確保數據的一致性和可靠性。掌握交易管理的技巧可以幫助我們在數據庫操作中確保數據安全，避免不一致或不完整的數據問題。明天我們將深入學習數據完整性約束。