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外观

第六章 事务与并发控制 ​

现实中，很多操作需要"要么全做完、要么全不做"。事务就是保障这一点的机制。本章帮你理解事务的用法和 ACID 原则。

6.1 为什么需要事务 ​

经典场景：银行转账 ​

小明要给小红转 100 元，需要两步操作：

步骤 1：从小明的账户扣 100 元
步骤 2：给小红的账户加 100 元

如果步骤 1 执行成功了，步骤 2 因为系统故障失败了——小明的钱扣了，小红没收到，100 元凭空消失。

事务的作用：把这两步绑定在一起。如果任何一步失败，全部撤销，就像什么都没发生过。

6.2 事务的基本用法 ​

准备测试数据 ​

sql
CREATE TABLE accounts (
    id      INTEGER GENERATED ALWAYS AS IDENTITY PRIMARY KEY,
    name    VARCHAR(50) NOT NULL,
    balance NUMERIC(10,2) NOT NULL CHECK (balance >= 0)
);

INSERT INTO accounts (name, balance) VALUES
    ('小明', 1000.00),
    ('小红', 500.00);

BEGIN / COMMIT — 提交事务 ​

sql
BEGIN;    -- 开始事务

UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE name = '小明';
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE name = '小红';

COMMIT;   -- 提交事务：两条 UPDATE 一起生效

执行 COMMIT 后，两条更新才真正写入数据库。

sql
SELECT * FROM accounts;
-- 小明: 900.00, 小红: 600.00

BEGIN / ROLLBACK — 回滚事务 ​

sql
BEGIN;

UPDATE accounts SET balance = balance - 200 WHERE name = '小明';
-- 这时候发现转错人了

ROLLBACK;   -- 回滚：撤销 BEGIN 之后的所有操作
sql
SELECT * FROM accounts;
-- 小明仍然是 900.00，没有变化

事务中出现错误 ​

如果事务中某条语句执行失败，PostgreSQL 会将该事务标记为"异常状态"，后续语句都无法执行，只能 ROLLBACK：

sql
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE name = '小明';
UPDATE accounts SET balance = balance - 99999 WHERE name = '小红';   -- 会触发 CHECK 约束失败
-- ERROR: new row for relation "accounts" violates check constraint

COMMIT;   -- 这里实际上无法提交
-- ERROR: current transaction is aborted, commands ignored until end of transaction block

ROLLBACK; -- 只能回滚

SAVEPOINT — 事务中的"存档点" ​

当事务中有多个步骤时，可以设置存档点，只回滚到某个存档点而非回滚整个事务：

sql
BEGIN;

UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE name = '小明';
SAVEPOINT sp1;    -- 创建存档点

UPDATE accounts SET balance = balance - 99999 WHERE name = '小红';
-- 哦不，出错了

ROLLBACK TO sp1;  -- 只回滚到存档点 sp1，小明的扣款保留

UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE name = '小红';  -- 换一条正确的操作

COMMIT;   -- 成功提交

6.3 ACID — 事务的四大特性 ​

ACID 是衡量事务可靠性的四个标准，PostgreSQL 完全满足这四点。

A — Atomicity（原子性） ​

事务中的所有操作，要么全部成功，要么全部失败。

没有"执行了一半"的中间状态。就像原子不可分割一样。

sql
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE name = '小明';  -- 成功
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE name = '小红';  -- 假如这步失败
COMMIT; -- 那么第一步的扣款也会被撤销

C — Consistency（一致性） ​

事务执行前后，数据始终满足所有约束和规则。

比如我们给 balance 设了 CHECK (balance >= 0)，任何导致余额为负的操作都会被拒绝，不会出现不合法的数据。

I — Isolation（隔离性） ​

多个事务并发执行时，互相不受干扰，就像一个一个串行执行。

这是并发控制的核心话题，下一节展开。

D — Durability（持久性） ​

事务一旦 COMMIT 成功，数据就永久保存了，即使之后断电、系统崩溃，也不会丢失。

PostgreSQL 通过 WAL（Write-Ahead Logging）机制保障——先写日志，再写数据。即使崩溃，也能通过日志恢复。

6.4 隔离级别 ​

当多个用户同时操作数据库时，可能会出现一些并发问题：

问题说明
脏读（Dirty Read）读到了别人还没提交的数据
不可重复读（Non-repeatable Read）同一个事务内两次读同一行，结果不一样
幻读（Phantom Read）同一个事务内两次相同查询，结果行数不一样

SQL 标准定义了四种隔离级别来应对这些问题：

隔离级别脏读不可重复读幻读性能
Read Uncommitted可能可能可能最高
Read Committed（PostgreSQL 默认）不会可能可能高
Repeatable Read不会不会可能*中
Serializable不会不会不会较低

*PostgreSQL 的 Repeatable Read 实际上也防止了幻读，比 SQL 标准更严格。

查看和设置隔离级别 ​

sql
-- 查看当前隔离级别
SHOW default_transaction_isolation;
-- 输出：read committed

-- 为单个事务设置隔离级别
BEGIN TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ;
-- ... 你的操作 ...
COMMIT;

实际建议 ​

  • 大多数情况下使用默认的 Read Committed 就够了
  • 如果需要"事务内多次读取结果一致"，用 Repeatable Read
  • 如果需要最强一致性保障（比如金融系统），用 Serializable

6.5 PostgreSQL 中的自动提交 ​

一个常见疑问：我平时没写 BEGIN，数据也能存进去啊？

这是因为 PostgreSQL 有自动提交（autocommit） 机制——如果你不显式写 BEGIN，每条 SQL 语句就是一个单独的小事务，执行完自动提交。

sql
-- 这两条语句是两个独立事务，各自自动提交
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE name = '小明';
-- ← 自动 COMMIT
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE name = '小红';
-- ← 自动 COMMIT

上面的写法存在风险：如果第一条成功、第二条失败，数据就不一致了。

所以，当多个操作需要保持原子性时，必须显式使用 BEGIN ... COMMIT。

6.6 实战练习 ​

sql
-- 准备数据（如果还没有）
DROP TABLE IF EXISTS accounts;
CREATE TABLE accounts (
    id      INTEGER GENERATED ALWAYS AS IDENTITY PRIMARY KEY,
    name    VARCHAR(50) NOT NULL,
    balance NUMERIC(10,2) NOT NULL CHECK (balance >= 0)
);
INSERT INTO accounts (name, balance) VALUES ('小明', 1000.00), ('小红', 500.00);

-- 练习 1：成功的转账事务
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 200 WHERE name = '小明';
UPDATE accounts SET balance = balance + 200 WHERE name = '小红';
COMMIT;
SELECT * FROM accounts;  -- 小明 800, 小红 700

-- 练习 2：失败的转账（余额不足）
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 9999 WHERE name = '小明';
-- ERROR: CHECK 约束失败
ROLLBACK;
SELECT * FROM accounts;  -- 小明仍然 800, 没变

-- 练习 3：使用 SAVEPOINT
BEGIN;
UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE name = '小明';  -- 小明 → 700
SAVEPOINT before_transfer;
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE name = '不存在的人';  -- 没有影响任何行
ROLLBACK TO before_transfer;  -- 回退到存档点
UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE name = '小红';  -- 小红 → 800
COMMIT;
SELECT * FROM accounts;  -- 小明 700, 小红 800

本章小结 ​

你学到了要点
事务语法BEGIN → 操作 → COMMIT 或 ROLLBACK
SAVEPOINT事务内的存档点，支持部分回滚
ACID原子性、一致性、隔离性、持久性
隔离级别默认 Read Committed，按需提升
自动提交不写 BEGIN 时每条语句自动提交

核心经验：涉及多步操作且需要保持数据一致性时，永远用 BEGIN ... COMMIT 包裹。

下一章：第七章 PostgreSQL 特色功能

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