什么是ACID
在日常操作中，對于一組相關(guān)操作，通常需要其全部成功或全部失敗。
在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，將這組相關(guān)操作稱為“事務(wù)”。
在一個事務(wù)中，多個插入、修改、刪除操作要么全部成功，要么全部失敗，這稱為“原子性”，實(shí)際上一個事務(wù)還需要有其他三個特性，即“一致性”“隔離性”“持久性”，英文簡稱為“ACID”:
- 原子性（Atomicity）：事務(wù)必須以一個整體單元的形式進(jìn)行工作，對于其數(shù)據(jù)的修改，要么全部執(zhí)行，要么全都不執(zhí)行。如果只執(zhí)行事務(wù)中多個操作的前半部分就出現(xiàn)錯誤，那么必須回滾所有的操作，讓數(shù)據(jù)在邏輯上回滾到原先的狀態(tài)
- 一致性（Consistency）：在事務(wù)完成時，必須使所有的數(shù)據(jù)都保持在一致狀態(tài)。（AB轉(zhuǎn)賬，A賬戶5000元，不論他怎么轉(zhuǎn)給B，AB賬戶合計(jì)還是5000元，這就是一致性）
- 隔離性（Isolation）：事務(wù)查看數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)所處的狀態(tài)，要么是另一并發(fā)事務(wù)修改它之前的狀態(tài)，要么是另一事務(wù)修改它之后的狀態(tài)，事務(wù)是不會查看中間狀態(tài)的數(shù)據(jù)的
- 持久性（Durability）：事務(wù)完成之后，它對于系統(tǒng)的影響是永久性的，即使今后出現(xiàn)致命的系統(tǒng)故障（如機(jī)器重啟、斷電），數(shù)據(jù)也將一直保持
在PG中，可以使用多版本并發(fā)控制（MVCC）來維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性。相比于鎖定模型，其主要優(yōu)點(diǎn)是在MVCC下對檢索（讀）數(shù)據(jù)的鎖請求與寫數(shù)據(jù)的鎖請求不沖突，讀不會阻塞寫，而寫也不會阻塞讀。
在PG中提供了表和行級別的鎖定語句，讓應(yīng)用能更方便地操作并發(fā)數(shù)據(jù)。
DDL事務(wù)
在PG中，與其他數(shù)據(jù)庫最大的不同是，大多數(shù)DDL也是可以包含在一個事務(wù)中的，而且也是可以回滾的。該功能非常適合把PG作為Sharding的分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)的底層數(shù)據(jù)庫。
比如在Sharding中常常需要在多個節(jié)點(diǎn)中建相同的表，此時可以考慮把建表語句放在同一個事務(wù)中，這樣就可以在各個節(jié)點(diǎn)上先啟動一個事務(wù)，然后再執(zhí)行建表語句，如果某個節(jié)點(diǎn)執(zhí)行失敗，也可以回滾前面已執(zhí)行建表成功的操作，自然就不會出現(xiàn)部分節(jié)點(diǎn)建表成功，部分節(jié)點(diǎn)建表失敗的情況。
事務(wù)的使用方法
手動設(shè)置
set AUTOCOMMIT off
BEGIN語句
SAVEPOINT
PG支持保存點(diǎn)（SAVEPOINT）的功能，在一個大事務(wù)中，可以把操作過程分為幾個部分，第一個部分執(zhí)行成功后可以建一個保存點(diǎn)，若后面的部分執(zhí)行失敗，則回滾到此保存點(diǎn)，而不必回滾整個事務(wù)。
事務(wù)隔離級別
數(shù)據(jù)庫的事務(wù)隔離級別有以下4種（不同的數(shù)據(jù)庫可能不同）：
- READ UNCOMMITTED：讀未提交
- READ COMMITTED：讀已提交
- REPEATABLE READ：重復(fù)讀
- SERIALIZABLE：串行化
對于并發(fā)事務(wù)，我們不希望發(fā)生不一致的情況，這類情況的級別從高到低排序如下：
- 臟讀：一個事務(wù)讀取了另一個未提交事務(wù)寫入的數(shù)據(jù)。這是我們最不希望發(fā)生的，因?yàn)槿绻l(fā)生了臟讀，則在并發(fā)控制上，應(yīng)用程序會變得很復(fù)雜
- 不可重復(fù)讀：指一個事務(wù)重新讀取前面讀取過的數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)該數(shù)據(jù)已經(jīng)被另一個已提交事務(wù)修改了。在大多數(shù)情況下，這還是可以接受的，只是在少數(shù)情況下會出現(xiàn)問題
- 幻讀：一個事務(wù)開始后，需要根據(jù)數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)有的數(shù)據(jù)做一些更新，于是重新執(zhí)行一個查詢，返回一套符合查詢條件的行，這時發(fā)現(xiàn)這些行因?yàn)槠渌罱峤坏氖聞?wù)而發(fā)生了改變，此時現(xiàn)有的事務(wù)如果再進(jìn)行下去的話，就可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)在邏輯上的一些錯誤。
不同事務(wù)隔離級別下的行為：
- 讀未提交：臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀
- 讀已提交：不可重復(fù)讀、幻讀
- 重復(fù)讀：幻讀
- 可串行化：不會發(fā)生以上行為
對幻讀理解不清楚的，可以參考以下實(shí)例：
幻讀實(shí)例
數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
開啟事務(wù)更新數(shù)據(jù)
更新操作執(zhí)行完之后，新開啟一個事務(wù)插入一條數(shù)據(jù)
更新操作事務(wù)提交后，發(fā)現(xiàn)有一條數(shù)據(jù)id=4未更新，像產(chǎn)生了幻覺一樣，這就是幻讀
PG事務(wù)隔離級別
- 9.1版本之前只有讀已提交和可串行化
- 9.1版本之后增加了重復(fù)讀
也就是說在PG中，如果你選擇了讀未提交的級別，實(shí)際上還是讀已提交；如果選擇可重復(fù)讀級別，有可能實(shí)際上仍是可串行化。
PG中默認(rèn)的隔離級別是讀已提交。當(dāng)一個事務(wù)運(yùn)行于這個隔離級別時，執(zhí)行SELECT查詢（沒有FOR UPDATE/SHARE子句）只能看到查詢開始之前已提交的數(shù)據(jù)，而無法看到未提交或者查詢期間其他事務(wù)已提交的數(shù)據(jù)；可以看到自身所在事務(wù)前面尚未提交的更新結(jié)果。實(shí)際上，SELECT查詢看到的是查詢開始運(yùn)行瞬間的一個快照。
注意：同一個事務(wù)中兩個相鄰的SELECT命令可能看到不同的快照，因?yàn)榭赡苡衅渌聞?wù)在第一個SELECT執(zhí)行完之后，提交了更新結(jié)果。
兩階段提交
PG數(shù)據(jù)庫支持兩階段提交協(xié)議。
在分布式系統(tǒng)中，事務(wù)中往往包含了多臺數(shù)據(jù)庫上的操作，雖然單臺數(shù)據(jù)庫的操作能夠保證原子性，但多臺數(shù)據(jù)庫之間的原子性就需要通過兩階段提交來實(shí)現(xiàn)了，兩階段提交是實(shí)現(xiàn)分布式事務(wù)的關(guān)鍵。
兩階段提交有如下5個步驟：
- 應(yīng)用程序先調(diào)用各臺數(shù)據(jù)庫做一些操作，但不提交事務(wù)。然后應(yīng)用程序調(diào)用事務(wù)協(xié)調(diào)器（該協(xié)調(diào)器可能也是由應(yīng)用自己實(shí)現(xiàn)的）中的提交方法
- 事務(wù)協(xié)調(diào)器將聯(lián)絡(luò)事務(wù)中涉及的每臺數(shù)據(jù)庫，并通知它們準(zhǔn)備提交事務(wù)，這是第一階段的開始。PG中一般是調(diào)用PREPARE TRANSACTION命令
- 各臺數(shù)據(jù)庫接收到PREPARE TRANSACTION命令后，如果要返回成功，則數(shù)據(jù)庫必須將自己置于如下狀態(tài)：確保后續(xù)能在被要求提交（回滾）事務(wù)的時候提交（回滾）事務(wù)，所以PG會將已準(zhǔn)備好提交的信息寫入持久存儲區(qū)中。如果數(shù)據(jù)庫無法完成此事務(wù)，它會直接返回失敗給事務(wù)協(xié)調(diào)器
- 事務(wù)協(xié)調(diào)器接收所有數(shù)據(jù)庫的響應(yīng)
- 在第二階段，如果任何一個數(shù)據(jù)庫在第一階段返回失敗，則事務(wù)協(xié)調(diào)器將會發(fā)一個回滾命令ROLLBACK PREPARED給各臺數(shù)據(jù)庫。如果所有數(shù)據(jù)庫的響應(yīng)都是成功的，則向各臺數(shù)據(jù)庫發(fā)送COMMIT PREPARED命令，通知各臺數(shù)據(jù)庫事務(wù)成功
兩階段提交實(shí)例
配置max_prepared_transactions
重啟服務(wù)
二階段提交
- 第一階段：PREPARE TRANSACTION ‘osdba_global_trans_0001’
- 第二階段：COMMIT PREPARED ‘osdba_global_trans_0001’
注意：第一階段結(jié)束后，重啟服務(wù)，模擬數(shù)據(jù)庫宕機(jī)。服務(wù)重啟后，第二階段提交，數(shù)據(jù)可以正常查詢。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-443308.html
上述命令osdba_global_trans_0001是兩階段提交中全局事務(wù)的ID，由事務(wù)協(xié)調(diào)器生成（事務(wù)協(xié)調(diào)器會持久化該ID）。PG數(shù)據(jù)庫一旦成功執(zhí)行這條命令，也會把事務(wù)持久化，即使數(shù)據(jù)庫重啟，此事務(wù)也不會回滾或丟失。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-443308.html
到了這里，關(guān)于PostgreSQL-分布式事務(wù)之兩階段提交的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
