PostgreSQL 事务 - 保证交易的完整性

数据库事务是一种保证交易的完整性的机制。事务是一个不可分隔的工作单元，一个事务之内的所有的操作要么全部执行，要么全部不执行。

比如，在一个银行系统中，用户 A 向用户 B 转账 500 元。这个交易主要包含两个操作：

从用户 A 的账户余额扣除 500 元。
将用户 B 的账户余额增加 500 元。

上面的两个操作要么全部执行，要么全部不执行，否则会带来错误。

数据库事务的特性

数据库事务具有四大特性：

原子性(Atomicity)：事务中的操作要么全部执行，要么全部不执行。
一致性(Consistency)：一个事务必须是数据库从一个一致状态变成另一个一致状态。
隔离性(Isolation)：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。
持久性(Durability)：已提交的事务将永久存储在数据库中。

数据库事务的四大特性通常被简称为 ACID。

PostgreSQL 事务命令

PostgreSQL 提供了一些 SQL 命令用来控制事务，包括：开启一个事务、提交一个事务、回滚一个事务。

开启一个事务

要开启一个 PostgreSQL 数据库事务，您可以使用以下命令中的一个：

START TRANSACTION;
BEGIN TRANSACTION;
BEGIN WORK;
BEGIN;

开启一个事务后，后续的所有操作都属于该事务，直到事务被提交或者被回滚。

提交一个事务

要提交该事务内的所有操作，您可以使用以下命令中的一个：

COMMIT TRANSACTION;
COMMIT WORK;
COMMIT;

提交事务将当前事务内的所有操作写入数据库，并结束当前事务。

回滚一个事务

要回滚该事务内的所有操作，您可以使用以下命令中的一个：

ROLLBACK TRANSACTION;
ROLLBACK WORK;
ROLLBACK;

回滚事务将撤销当前事务内的所有的操作，并结束当前事务。

PostgreSQL 事务实例

我们将通过一个银行账户余额的表来演示事务。下面的语句创建了表 user_balance:

CREATE TABLE user_balance (
  id INTEGER PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(100) NOT NULL,
  balance DEC(15,2) NOT NULL
);

事务初体验

让我们在一个事务中插入一个数据，以演示事务的用法。

（会话 1）使用下面的语句开启一个事务：
```
BEGIN;
```

（会话 1）使用下面的语句插入一行数据：

INSERT INTO user_balance (id, name, balance)
VALUES (1, 'Tom', '2500');

（会话 1）使用下面的语句查看 user_balance 表中数据：

SELECT * FROM user_balance;

 id | name | balance
----+------+---------
  1 | Tom  | 2500.00
(1 row)

（会话 2）重新打开一个会话并登录到刚刚的数据库中，使用下面的语句查看 user_balance 表中数据：
```
SELECT * FROM user_balance;
```
```
  id | name | balance
 ----+------+---------
(0 rows)
```
这里，您并不能看到刚刚插入的行。这是因为在会话 1 中的插入操作在一个事务中，并且事务还未提交，因此事务之外并不能看到还未提交的数据。
（会话 1）回到原来的会话，使用下面的语句提交事务：
```
COMMIT;
```
（会话 2）回到会话 2，使用下面的语句查看 user_balance 表中数据：
```
SELECT * FROM user_balance;
```
```
 id | name | balance
----+------+---------
  1 | Tom  | 2500.00
(1 row)
```
此时，由于会话 1 中的事务已经提交，您可以在会话 2 中看到刚刚插入的行了。

银行转账：事务中的多个操作

使用下面的语句插入 2 行数据用于这个示例：

INSERT INTO user_balance (id, name, balance)
VALUES (2, 'Tim', '1500'), (3, 'Jim', '1000');

使用下面的语句看一下 user_balance 表中行：

SELECT * FROM user_balance;

 id | name | balance
----+------+---------
  1 | Tom  | 2500.00
  2 | Tim  | 1500.00
  3 | Jim  | 1000.00
(3 rows)

假设， Tom 需要向 Tim 转账 500 元。您需要完成如下两个操作：

将 Tom 的余额扣减 500 元
将 Tim 的余额增加 500 元

这里有两个操作，为了保证转账交易的完整性，因此我们需要使用事务。

使用下面的语句开启一个事务：
```
BEGIN;
```

使用下面的语句将 Tom 的余额减少 500 元：

UPDATE user_balance
SET balance = balance - 500
WHERE id = 1;

使用下面的语句将 Tim 的余额增加 500 元：

UPDATE user_balance
SET balance = balance + 500
WHERE id = 2;

使用下面的语句查看 user_balance 表中数据，已验证数据的是否正确：

SELECT *
FROM user_balance
WHERE id IN (1, 2);

 id | name | balance
----+------+---------
  1 | Tom  | 2000.00
  2 | Tim  | 2000.00
(2 rows)

这里，Tom 和 Tim 转账后的余额都是正确的。

使用下面的语句提交事务：
```
COMMIT;
```

回滚事务

如果在提交事务之前出现了任何异常，您都可以通过回滚事务来撤销之前的操作。

比如，您不小心将钱转账给了 id 为 3 的用户，只要您在提交之前发现了问题，您可以通过 ROLLBACK 命令回滚当前事务。

首先，看一下当前 user_balance 表中的行：

SELECT * FROM user_balance;

 id | name | balance
----+------+---------
  3 | Jim  | 1000.00
  1 | Tom  | 2000.00
  2 | Tim  | 2000.00
(3 rows)

下面的语句假设您不小心将钱转账给了 id 为 3 的用户：

BEGIN;

UPDATE user_balance
SET balance = balance - 500
WHERE id = 1;

UPDATE user_balance
SET balance = balance + 500
WHERE id = 3;

在提交之前您使用以下语句检查操作是否正确：

SELECT *
FROM user_balance
WHERE id IN (1, 2);

 id | name | balance
----+------+---------
  2 | Tim  | 2000.00
  1 | Tom  | 1500.00
(2 rows)

您发现 Tom 的余额少了 500，而 Tim 的余额没有变化。这是一个错误。因此您需要使用 ROLLBACK 来回滚事务。

事务被回滚后，数据恢复到操作之前的状态，您就可以继续完成转账了。

结论

在 PostgreSQL 中，事务可以保证交易的完整性。 BEGIN 语句用于开启一个事务，COMMIT 语句用户提交一个事务和 ROLLBACK 语句用户回滚一个事务。