Oracle事务Transaction

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作者:职场亮哥

参考资料：

Transactions

关于Oracle事务的总结

什么是事务？

事务(Transaction)是访问并可能更新数据库中各种数据项的一个程序执行单元(unit)。事务由事务开始(begin transaction)和事务结束(end transaction)之间执行的全体操作组成。

事务的属性-ACID

原子性（Atomicity）-事务的原子性强调了一个事物是一个逻辑工作单元，是一个整体，是不可分割的。一个事务所包含的操作要么全部做，要不全部不做。
一致性（Consistency）-一个事务执行一项数据库操作，事务使数据库从一种一致性的状态变换成另一种一致性状态。
隔离性（Isolation）-在事务未提交前，它操作的数据，对其他用户不可见。
持久性（Durability）-一旦事务成功完成，该事务对数据库所施加的所有更新都是永久的。
- redo日志--提交的事务被永久的记录到redo日志中。

数据库事务的开始和结束

以第一个DML语句的执行作为开始

以下面的其中之一作为结束：

commit或rollback语句
DDL或DCL语句（自动提交）
用户会话正常结束--commit
系统异常终了--rollback

并发与数据的读取

当多个会话同时访问（操作）相同的数据时，将会出现一些意想不到的结果。包括：

脏读 --dirty reads

一个事务读取了另一个事务未提交的数据,而这个数据是有可能回滚
不可重复读 --non-repeatable reads

在数据库访问中，一个事务范围内两个相同的查询却返回了不同数据。这是由于查询时系统中其他事务修改的提交而引起的。
幻读 --Phantom（虚幻的） reads

事务1读取记录时事务2增加了记录并提交，事务1再次读取时可以看到事务2新增的记录。对事物1而言就好像出现了幻觉一样。

事务的隔离等级

ANSI定义的事务的隔离等级：

事务隔离等级	脏读	不可重复读	幻读
Read uncommited（读未提交的）	Y	Y	Y
Read commited（读提交的）	N	Y	Y
Repeatable read	N	N	Y
Serializable	N	N	N

Oracle定义的事务隔离等级：

事务隔离等级	影响
Read commited	Oracle默认的隔离等级，对一条SQL，可以保证数据的一致性，对于一个事务，无法做到repeatable read。
Serializable	只能看到事务开始时所有提交的改变以及自身的改变
Read-only	只能看到事务开始时所有提交的改变，自身不允许DML操作

事务的并发控制-锁

Oracle的锁定机制

Oracle尽可能的减少锁定的使用
Oracle的读操作不会对表加锁，一些数据库会使用查询锁定（共享锁，排它锁）
Oracle通过回滚机制，保证读不会受到阻塞
Oracle没有锁管理器
Oracle中锁作为数据块的一种属性存在

Oracle和Sql Server锁的区别

Sql Server	Oracle
并发和读一致性不可兼得，必须牺牲一方	可兼得
因为锁实现方式，事务代价昂贵	没有真正的锁，事务没有资源代价
提倡尽快提交	主张按照业务需求确定事务边界

事务的控制-savepoint

通过在事务中间设置检查点，可以更加精细的控制事务，防止一部分错误操作导致整个事务重新运行。演示如下：

SQL> create table t(id int);

表已创建。

SQL> insert into t values(1);

已创建 1 行。

SQL> savepoint s1;

保存点已创建。

SQL> select * from t;

        ID
----------
         1

SQL> update t set id=2;

已更新 1 行。

SQL> savepoint s2;

保存点已创建。

SQL> select * from t;

        ID
----------
         2

SQL> rollback to s1;

回退已完成。

SQL> select * from t;

        ID
----------
         1

一旦返回到保存点s1之后s2就失去了效果，因为已经回到s1了，这时候s2还不存在。

自治事务

自治事务允许在一个事务中存在独立的事务，它的操作不会对当前事务产生影响。

语法：

pragma autonomous_transaction

关于自治事务的使用可以参考：ORACLE中的自治事务

实验演示如下：(演示用例来自参考资料Oracle中的自治事务)

首先是不使用自治事务

SQL> create table msg (msg varchar2(120));
SQL> set serveroutput on
SQL> declare
  2    cnt number := -1;  --} Global variables
  3    procedure local is
  4    begin
  5       select count(*) into cnt from msg;
  6       dbms_output.put_line('local: # of rows is '||cnt);
  7
  8       insert into msg values ('New Record');
  9       commit;
 10    end;
 11    begin
 12       delete from msg ;
 13       commit;
 14       insert into msg values ('Row 1');
 15       local;
 16       select count(*) into cnt from msg;
 17       dbms_output.put_line('main: # of rows is '||cnt);
 18       rollback;
 19
 20       local;
 21       insert into msg values ('Row 2');
 22       commit;
 23
 24       local;
 25       select count(*) into cnt from msg;
 26       dbms_output.put_line('main: # of rows is '||cnt);
 27    end;
 28  /
local: # of rows is 1  -> 子程序local中可以’看到’主匿名块中的uncommitted记录
main: # of rows is 2   -> 主匿名块可以’看到’2条记录(它们都是被local commit掉的)
local: # of rows is 2  -> 子程序local首先’看到’2条记录,然后又commit了第三条记录
local: # of rows is 4  -> 子程序local又’看到’了新增加的记录(它们都是被local commit掉的),然后又commit了第五条记录
main: # of rows is 5   -> 主匿名块最后’看到’了所有的记录. 

PL/SQL 过程已成功完成。

从这个例子中,我们看到COMMIT和ROLLBACK的位置无论是在主匿名块中或者在子程序中,都会影响到整个当前事务.

现在如果将procedure local改成自治事务,在procedure local后面加上：

pragma AUTONOMOUS_TRANSACTION;

效果如下：

SQL> declare
  2    cnt number := -1;  --} Global variables
  3    procedure local is
  4    pragma AUTONOMOUS_TRANSACTION;
  5    begin
  6       select count(*) into cnt from msg;
  7       dbms_output.put_line('local: # of rows is '||cnt);
  8
  9       insert into msg values ('New Record');
 10       commit;
 11    end;
 12    begin
 13       delete from msg ;
 14       commit;
 15       insert into msg values ('Row 1');
 16       local;
 17       select count(*) into cnt from msg;
 18       dbms_output.put_line('main: # of rows is '||cnt);
 19       rollback;
 20
 21       local;
 22       insert into msg values ('Row 2');
 23       commit;
 24
 25       local;
 26       select count(*) into cnt from msg;
 27       dbms_output.put_line('main: # of rows is '||cnt);
 28    end;
 29  /
local: # of rows is 0  -> 子程序local中无法可以’看到’主匿名块中的uncommitted记录 (因为它是独立的)
main: # of rows is 2   -> 主匿名块可以’看到’2条记录,但只有一条是被commited.
local: # of rows is 1  -> 子程序local中可以’看到’它前一次commit的记录,但是主匿名块中的记录已经被提前rollback了
local: # of rows is 3  -> 子程序local 中可以’看到’3条记录包括主匿名块commit的记录
main: # of rows is 4   ->主匿名块最后’看到’了所有的记录.

PL/SQL 过程已成功完成。

分布式事务

发生在多台数据库之间的事务。
通过dblink方式进行事务处理。
分布式事务要比单机事务要复杂的多。
可能的风险：软件，服务器，网络。

分布式事务的组成

角色	描述
client	调用其它数据库信息的节点
database	接受来自其它节点请求的节点
Global coordinate	发起分布式事务的节点（全局调度者）
Local coordinate	处理本地事务，并和其它节点通信的节点（本地调度者）
Commit point site	被global coordinate指定第一个提交或回滚事务的节点

commit Point Strength

Oracle选取Commit Point Strength（相当于权重）最大的数据库作为Commit point。

Oracle分布式事务的机制-两阶段提交

2PC-two phase commit

prepare phase
commit phase

准备阶段prepare phase

为了完成准备阶段，除了commit point机器外，其它的数据库机器按照以下步骤执行：

每个节点检查自己是否被其它节点所引用，如果有，就通知这些节点准备提交（进入prepare阶段）
每个节点检查自己运行的事务，如果发现本地运行的事务不做修改数据操作，则跳过后面的步骤，直接返回一个read only给全局协调进程。
如果事务需要修改数据，为事务分配相应的资源用于保证修改的正常进行。
对事物做的修改，记录redo信息。
本地redo保证事务失败后的回滚。
当上面的工作都成功后，给全局协调进程返回准备就绪的信息，反之，返回失败的信号。

提交阶段commit phase

提交阶段按下面的步骤进行：

全局协调器通知commit point进行提交
commit point提交完成。
commit point服务器通知全局协调器提交完成
全局协调器通知其它节点进行提交
其它节点提交本地的事务，释放资源（提交先后顺序根据Commit Point Strength）
其它节点在redo上记录相应的redo日志，并标注提交完成
其它节点通知全局协调器提交完成。

分布式事务的结束

分布式事务的结束就是全局协调器和commit point两者之间释放资源的顺序。

全局协调器通知commit point数据库所有节点提交完成。
commit point数据库释放和事务相关的所有资源，然后通知全局协调器。
全局协调器释放自己持有的资源
分布式事务结束

分布式事务的安全性

2PC是否真的可以保证分布式事务的一致性？

理论上是不可能保证分布式事务的一致性。

关于CAP理论可以参见：CAP理论

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