PostgreSQL 中 BEGIN、COMMIT 和 ROLLBACK 如何将多个更改组合为单个操作

PostgreSQL 中事务的介绍

事务是可靠数据库操作的基础。它们允许将多个 SQL 语句组合成一个单一的逻辑单元，以‘全部或无’的方式执行。这对于维护数据完整性至关重要，尤其是在错误可能导致不一致状态的系统中，例如银行转账。

PostgreSQL 根据 ACID 原则实现事务：原子性、一致性、隔离性和持久性。如文档所述，‘事务将多个步骤组合成一个不可分割的操作’ - - 如果发生故障，数据库不会受到任何中间更改的影响。

BEGIN、COMMIT 和 ROLLBACK 的语法

要显式管理事务，使用三个命令：BEGIN、COMMIT 和 ROLLBACK。BEGIN 开始一个事务块，之后的所有操作都在此事务内执行。COMMIT 将所有更改永久化。ROLLBACK 则取消自 BEGIN 以来所做的所有更改。

示例：从 Alice 转账 100 美元给 Bob 是作为单个事务完成的：

该示例假设存在一个 accounts 表，其中包含唯一名称和数值余额，并且已有 Alice 和 Bob 的记录。保存点示例还假设存在 Wally 的记录。请在受控演示数据库中运行这些语句。在应用程序代码中，应验证受影响的行数、资金充足性和所需约束；仅成功 COMMIT 并不能证明预期的业务转账已发生。

BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00 WHERE name = 'Alice';
UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE name = 'Bob';
COMMIT;

更改的原子性

原子性意味着事务要么完全成功，要么完全回滚。中间状态不会被保留。例如，如果从 Alice 账户扣除资金但尚未向 Bob 存入时发生故障，整个事务将被回滚，恢复 Alice 的余额。

WAL（预写日志）记录必须在相应修改的数据页写入之前到达持久存储。数据页可能在 COMMIT 之前就被写入；原子性并不意味着更改会一直保留在内存中直到提交。崩溃恢复依赖于日志，而可见性规则防止其他会话看到未提交的表更改。

默认自动事务

在显式事务块之外，PostgreSQL 会将每个语句作为一个隐式事务执行。客户端库可能会自动启动事务，或提供 autocommit 选项，因此在假设两个语句独立之前，请检查连接设置。

这种模式对简单操作很方便，但当多个命令必须一致执行时，必须使用显式的 BEGIN 和 COMMIT，以避免部分更改被应用。

错误处理：回滚更改

如果在事务过程中出现使事务无效的情况（例如余额为负），可以发出 ROLLBACK。自事务开始以来所做的所有更改都将被撤销。

例如，在从 Alice 扣款后，如果她的余额变为负数，可以回滚事务，恢复数据库的原始状态。

更改对其他事务的可见性

事务内的更改在 COMMIT 之前对其他会话不可见。这确保了隔离性。其他用户继续看到表的先前状态。

只有在 COMMIT 之后，所有更改才会同时变得可见，从而防止出现部分操作（如扣款）可见而另一部分（如存款）不可见的情形。

事务隔离级别

SQL 中的隔离级别名称为：读未提交、读已提交、可重复读和序列化。PostgreSQL 将读未提交视为读已提交，因此四个名称实际上提供三种不同的行为。读已提交是默认值；可以通过会话或数据库配置进行更改。

读已提交只允许查看查询开始前已提交的数据。可重复读提供事务开始时的一致快照。序列化模拟串行执行，但可能需要处理序列化错误。

使用保存点进行部分回滚

SAVEPOINT 允许在事务内创建一个回滚点，而不取消整个事务。这在复杂逻辑中很有用，当只需要撤销部分操作时。

例如，在向 Bob 转账后发现资金本应支付给 Wally，事务可以回滚到保存点并重新定向资金。

BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100.00 WHERE name = 'Alice';
SAVEPOINT my_savepoint;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE name = 'Bob';
ROLLBACK TO my_savepoint;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100.00 WHERE name = 'Wally';
COMMIT;