PostgreSQL 的事务是如何工作的？

推荐答案

PostgreSQL 的事务是通过 ACID 特性来确保数据的完整性和一致性的。事务是一组 SQL 语句的集合，这些语句要么全部成功执行，要么全部失败回滚。PostgreSQL 使用 BEGIN、COMMIT 和 ROLLBACK 来控制事务的开始、提交和回滚。

• BEGIN: 开始一个新的事务。
• COMMIT: 提交事务，使事务中的所有更改永久生效。
• ROLLBACK: 回滚事务，撤销事务中的所有更改。

事务的隔离级别可以通过 SET TRANSACTION 命令来设置，常见的隔离级别包括：

• READ UNCOMMITTED: 允许读取未提交的数据。
• READ COMMITTED: 只允许读取已提交的数据。
• REPEATABLE READ: 确保在同一事务中多次读取同一数据时，结果一致。
• SERIALIZABLE: 最高的隔离级别，确保事务串行执行。

本题详细解读

事务的基本概念

在 PostgreSQL 中，事务是数据库操作的基本单位。事务可以包含一个或多个 SQL 语句，这些语句要么全部成功执行，要么全部失败回滚。事务的 ACID 特性确保了数据的完整性和一致性。

ACID 特性

• Atomicity（原子性）: 事务中的所有操作要么全部完成，要么全部不完成。如果事务中的任何操作失败，整个事务将回滚到开始状态。
• Consistency（一致性）: 事务必须使数据库从一个一致状态转换到另一个一致状态。这意味着事务执行前后，数据库的完整性约束必须得到满足。
• Isolation（隔离性）: 多个事务并发执行时，一个事务的执行不应影响其他事务的执行。PostgreSQL 提供了不同的隔离级别来控制事务之间的可见性。
• Durability（持久性）: 一旦事务提交，其结果将永久保存在数据库中，即使系统发生故障也不会丢失。

事务控制命令

• BEGIN: 开始一个新的事务。例如：

  BEGIN;

• COMMIT: 提交事务，使事务中的所有更改永久生效。例如：

  COMMIT;

• ROLLBACK: 回滚事务，撤销事务中的所有更改。例如：

  ROLLBACK;

隔离级别

PostgreSQL 支持四种隔离级别，可以通过 SET TRANSACTION 命令来设置：

• READ UNCOMMITTED: 允许读取未提交的数据。这是最低的隔离级别，可能会导致脏读。
• READ COMMITTED: 只允许读取已提交的数据。这是 PostgreSQL 的默认隔离级别。
• REPEATABLE READ: 确保在同一事务中多次读取同一数据时，结果一致。这可以防止不可重复读。
• SERIALIZABLE: 最高的隔离级别，确保事务串行执行。这可以防止幻读。

例如，设置隔离级别为 REPEATABLE READ：

SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;

事务的并发控制

PostgreSQL 使用多版本并发控制（MVCC）来处理并发事务。MVCC 通过为每个事务创建数据的不同版本来避免读写冲突。每个事务只能看到在其开始之前已提交的数据版本，从而确保事务的隔离性。

事务日志

PostgreSQL 使用事务日志（WAL，Write-Ahead Logging）来确保事务的持久性。在事务提交之前，所有的更改都会先写入 WAL 日志，然后再写入数据文件。这样即使系统崩溃，也可以通过 WAL 日志恢复数据。

示例

以下是一个简单的事务示例：

BEGIN;

UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2;

COMMIT;

在这个示例中，事务将账户 1 的余额减少 100，并将账户 2 的余额增加 100。如果任何一条 UPDATE 语句失败，整个事务将回滚，确保数据的一致性。