Средства языка SQL для обеспечения авторизации доступа к данным, управления транзакциями, сессиями и подключениями

Завершение транзакций

Как мы отмечали в начале этого раздела, транзакции могут инициироваться как явным способом (с помощью оператора START TRANSACTION ), так и неявно, при выполнении первого оператора, требующего наличия контекста транзакции. Для завершения транзакции всегда^{16Правильнее было бы сказать почти всегда, поскольку в SQL предусматривается особый способ терминации транзакций, инициированных программными агентами. Но в данном курсе мы этого не касаемся.} требуется выполнение одного из двух операторов COMMIT (фиксация транзакции) или ROLLBACK (откат транзакции), которые имеют следующий синтаксис:

COMMIT [ WORK ] [ AND [ NO ] CHAIN ]
ROLLBACK [ WORK ] [ AND [ NO ] CHAIN ]
[ TO SAVEPOINT savepoint_name ]

При желании завершить транзакцию таким образом, чтобы все произведенные ею изменения были навсегда сохранены в базе данных, следует завершать транзакцию оператором COMMIT (как видно из синтаксиса, допускается эквивалентный вид COMMIT WORK ). Если требуется завершить транзакцию с аннулированием всех произведенных изменений, то нужно использовать оператор ROLLBACK ( ROLLBACK WORK ).

Заметим, что и операция фиксации транзакции, и операция отката являются достаточно сложными и выполняются не мгновенно. Поэтому в ходе выполнения этих операций, вообще говоря, может произойти аварийный отказ системы. Естественно (хотя в этом курсе мы не обсуждаем технические детали возможных реализаций), база данных будет восстановлена в свое последнее согласованное состояние, но ситуации прерванного выполнения операции фиксации и операции отката коренным образом различаются. Оператор COMMIT считается безусловно выполненным только в том случае, когда сервер баз данных подтвердил это после выполнения всех действий, требуемых для фиксации транзакции. Аварийная ситуация во время выполнения операции ROLLBACK ничем не отличается от аварийной ситуации, возникшей в процессе выполнения транзакции. В этом случае (при восстановлении базы данных) прерванная транзакция считается незафиксированной (что так и есть), и все ее изменения автоматически удаляются из состояния базы данных. Поэтому окончательный результат выполнения операции фиксации транзакции, прерванной аварийным отказом системы, эквивалентен успешному выполнению операции отката транзакции^{17Возможно, некоторым читателям эти рассуждения покажутся несколько расплывчатыми, но в действительности за ними стоит развитая техника журнализации и восстановления, применяемая во всех развитых SQL-ориентированных СУБД.}.

Синтаксис обоих операторов показывает, что в каждом из них может содержаться раздел AND [ NO ] CHAIN . Постараемся кратко пояснить смысл этого раздела (не вдаваясь в детали, поскольку стандарт SQL:1999 оставляет окончательное решение за реализацией).

Операции образования и завершения транзакции являются достаточно дорогостоящими. В особенности это касается операции завершения транзакции, при выполнении которой необходимо выполнить обмены с внешней памятью. С другой стороны, использование долговременных транзакций чревато снижением уровня параллелизма в системе, а также повышает риск утраты результатов транзакции в результате системного отказа.

Поэтому часто используется компромиссный вариант, при котором действия операторов COMMIT или ROLLBACK приводят не только к завершению текущей транзакции, но и к образованию новой транзакции^{18При этом экономятся хотя бы ресурсы, требуемые для создания транзакций. Иногда такие цепочки транзакций поэтически называют сагами: если вы когда-нибудь пробовали писать саги, то должны были почувствовать, что это проще, чем писать отдельные сказания.}. Именно эту возможность поддерживает раздел AND [ NO ] CHAIN операторов COMMIT и ROLLBACK . Если такой раздел отсутствует в операторе завершения транзакции, то подразумевается наличие раздела AND NO CHAIN , и новая транзакция не образуется. Если же раздел AND CHAIN присутствует, то немедленно после завершения выполнения COMMIT или ROLLBACK текущей транзакции образуется новая транзакция, наследующая все характеристики завершенной транзакции.

Семантику раздела TO SAVEPOINT мы поясним немного позже.

Транзакции и ограничения целостности

Материал этого подраздела уже излагался в лекции 13, но там это делалось в контексте определений ограничений целостности. Для полноты картины мы воспроизведем часть этого материала в контексте управления транзакциями.

Итак, любое ограничение целостности обладает атрибутом, определяющим время проверки данного ограничения. Этот атрибут может иметь значения DEFERRABLE (отложенная проверка) или NOT DEFERRABLE (немедленная проверка). Чтобы данное ограничение целостности могло когда-либо обладать свойством отложенной проверки, нужно, чтобы в определении такого ограничения присутствовали ключевые слова INITIALLY DEFERRED или INITIALLY IMMEDIATE. В любом случае, в каждый момент времени выполнения транзакции любое ограничение целостности находится в одном из двух состояний - отложенная проверка или немедленная проверка. Если начальным состоянием ограничения является INITIALLY DEFERRED, то в начале любой транзакции его текущим состоянием будет отложенная проверка. Аналогично для ограничений с начальным состоянием INITIALLY IMMEDIATE.

Любое ограничение, находящееся в состоянии немедленной проверки, всегда проверяется в конце выполнения любого оператора SQL^{19Естественно, на практике проверяются только те ограничения, которые могут быть потенциально нарушены в результате выполнения соответствующего оператора.}. Немедленно проверяются и те ограничения, которые были определены как NOT DEFERRABLE, но для которых впоследствии был установлен режим немедленной проверки. Однако если текущим состоянием ограничения является отложенная проверка, оно будет проверяться только тогда, когда перейдет в состояние немедленной проверки. Это делается неявно при выполнении оператора COMMIT или явно при выполнении оператора SET CONSTRAINTS . Этот оператор имеет следующий синтаксис:

SET CONSTRAINTS { ALL | constraint_name_commalist}
   { DEFERRED | IMMEDIATE }

Ключевое слово ALL является сокращенной формой задания списка имен всех ограничений целостности, определенных в базе данных, которые специфицированы с указанием ключевого слова DEFERRABLE. Если список имен ограничений задается явно, то все входящие в него имена должны соответствовать ограничениям, определенным с указанием ключевого слова DEFERRABLE.

При попытке фиксации транзакции, для которой имеются одно или несколько ограничений целостности, текущим режимом которых является отложенная проверка, система (ненадолго, поскольку транзакция скоро тем или иным способом завершится) устанавливает для всех этих ограничений режим немедленной проверки и проверяет ограничения. Если какое-либо из ограничений нарушается, то операция COMMIT трактуется как операция ROLLBACK , и пользователю (или приложению) сообщается, что возникла ошибка. Избежать этой неприятной ситуации можно явным выполнением оператора SET CONSTRAINTS ALL IMMEDIATE до фиксации транзакции, для которой имеются DEFERRABLE ограничения, текущим режимом которых является отложенная проверка.

Точки сохранения

Как мы уже отмечали, использование долговременных транзакций повышает риск полного аннулирования результатов транзакции по причине нарушения ограничений с отложенной проверкой при выполнении каких-либо экспериментальных (недостаточно проверенных) операций. Конечно, теоретически можно было бы оформлять выполнение каждой такой подозрительной операции в виде отдельной транзакции, но это часто противоречит общей логике приложения, когда последовательность действий должна быть атомарной.

Частичное решение этой проблемы предоставляет механизм точек сохранения ( savepoint ) SQL:1999. Точка сохранения представляет собой своего рода пометку в последовательности операций транзакции, которую в дальнейшем можно использовать для частичного отката транзакции с сохранением жизнеспособности транзакции и результатов операций, выполненных в транзакции до точки сохранения. Пример использования точки сохранения показан на рис.18.7.

Рис. 18.7. Пример транзакции с точкой сохранения

На этом рисунке после выполнения последовательности проверенных "безопасных" операций, которые, по мнению пользователя, не могут нарушить ограничения целостности с отложенной проверкой, устанавливается точка сохранения. За этой точкой следует серия "рискованных" операций. Если по каким-то причинам (например, путем немедленной проверки отложенных ограничений) затем принимается решение о нецелесообразности фиксации результатов данных операций, то выполняется частичный откат транзакции к точке сохранения, а затем фиксируются результаты безопасных операций.

Допускается установка в одной транзакции нескольких последовательных точек сохранения. При установке каждой точки сохранения ей назначается некоторое (локальное в пределах транзакции) имя, которое в дальнейшем может использоваться в операции ROLLBACK для задания точки частичного отката транзакции (см. выше синтаксис оператора ROLLBACK ). Если последовательно устанавливаются две точки сохранения SP1 и SP2 и затем выполняется операция ROLLBACK TO SAVEPOINT SP1, то восстановление производится до SP1 (через SP2 ), и точка сохранения SP2 "забывается"^{20Обратите внимание, что оператор ROLLBACK TO SAVEPOINT savepoint_name, хотя и синтаксически схож с "обычным" оператором ROLLBACK, принципиально отличается по своей семантике. Откат транзакции до указанной точки сохранения не означает завершения транзакции. Видимо, из соображений здравого смысла, следовало бы ввести в язык SQL операцию ABORT TRANSACTION для аварийного завершения транзакции с ликвидацией всех последствий ее операций в базе данных и, отдельно, операцию ROLLBACK TO, в которой всегда явно указывалось бы, до какого уровня требуется откат. Кстати, заметим, что комбинация ROLLBACK AND CHAIN TO SAVEPOINT savepoint_name является недопустимой (поскольку текущая транзакция не завершается).}.

Для установления точки сохранения используется оператор SAVEPOINT c очевидным синтаксисом

SAVEPOINT savepoint_name

Можно также отказаться от ранее установленной точки сохранения, удалив ее из контекста транзакции. Для этого предназначен оператор RELEASE , синтаксис которого также очевиден:

RELEASE SAVEPOINT savepoint_name

После выполнения этой операции в данной транзакции невозможно выполнять какие-либо другие операции над точкой сохранения с данным именем, пока не будет образована другая одноименная точка сохранения.