1.9.4.3 Транзакции и атомарные операции

Поддержка транзакций в сервере MySQL реализуется при помощи обработчиков транзакционных таблиц типов InnoDB и BDB (see section 7 Типы таблиц MySQL). Таблицы InnoDB обеспечивают соответствие требованиям ACID.

Однако для таблиц нетранзакционных типов, таких как MyISAM, в MySQL используется иная парадигма обеспечения целостности данных, получившая название ``атомарные операции''. Атомарные операции в сравнении с транзакциями часто обеспечивают такую же или даже лучшую целостность при более высокой производительности. Поскольку сервер MySQL поддерживает обе парадигмы, пользователь может выбирать между скоростью, которую обеспечивают атомарные операции, и транзакционными возможностями для своих приложений. Такой выбор может быть сделан для каждой таблицы отдельно.

Рассмотрим, как используются возможности сервера MySQL для обеспечения строгой целостности и каковы эти возможности в сравнении с транзакционной парадигмой.

1. Транзакционная парадигма обеспечивает следующие возможности: если приложения написаны таким образом, что в критических ситуациях зависят от вызова ROLLBACK вместо COMMIT, то транзакции предпочтительней атомарных операций. Транзакции также обеспечивают гарантию того, что незаконченные обновления или искаженные действия не будут фиксироваться в базе данных; серверу предоставляется возможность выполнить автоматический откат, и база данных будет сохранена. Почти во всех случаях при работе с сервером MySQL решить возможные проблемы можно путем включения простых проверок перед обновлениями и запуска простых скриптов, которые выполняют проверку баз данных на нарушение целостности с автоматическим исправлением повреждений или выдачей предупреждения, если такое нарушение возникает. Отметим, что полноценное выявление и устранение ошибок в таблицах без потери целостности данных можно обеспечить, просто используя системный журнал MySQL или добавив еще один дополнительный журнал.
2. Во многих случаях транзакционные обновления можно переписать как атомарные. В общем случае все проблемы, которые решаются с помощью транзакций, можно решить с помощью LOCK TABLES или атомарных UPDATE, при гарантии того, что в базе данных никогда не произойдет автоматического прерывания (что является часто встречающейся проблемой для транзакционных баз данных).
3. Даже в транзакционной системе возможна потеря данных в случае внезапной остановки сервера (если сервер ``упадет''). Разница между различными системами состоит только в том, насколько мал промежуток времени, в течение которого данные могут быть потеряны. Ни одна система не является надежной на 100%, только ``достаточно надежной''. Даже для сервера Oracle (эта база данных считается наиболее надежной транзакционной базой данных), по сообщениям, в подобных ситуациях иногда возможна потеря данных. Что же касается использования сервера MySQL, то в любом случае, независимо от того, применяются или нет транзакционные таблицы, для обеспечения безопасности необходимо только иметь резервные копии и включенную регистрацию обновлений. Благодаря этим мерам в MySQL, так же как и в других транзакционных базах данных, можно восстановить информацию в любой ситуации. Резервные копии вообще хорошо иметь всегда, независимо от того, какая база данных используется.

Транзакционная парадигма имеет свои достоинства и свои недостатки. Для многих пользователей и разработчиков приложений решающее значение имеет простота кодирования в проблемных ситуациях, в которых может произойти или неизбежно аварийное прерывание. Однако даже если парадигма атомарных операций для вас нова или вы привыкли к транзакциям, все же следует принимать во внимание выигрыш в скорости, который могут обеспечить нетранзакционные таблицы (порядка от трех до пяти раз по сравнению со скоростью наиболее быстрых и оптимально настроенных транзакционных таблиц).

В ситуациях, где целостность данных чрезвычайно важна, сервер MySQL обеспечивает даже для нетранзакционных таблиц надежность и целостность данных уровня транзакций или лучше. При блокировании таблиц с помощью LOCK TABLES все обновления останавливаются до тех пор, пока не будут выполнены все проверки на целостность. При наличии только блокировки чтения (в противоположность блокировке записи) операции чтения и вставки, тем не менее, производятся. Новые внесенные записи не будут видны никому из имеющих блокировку чтения клиентов до освобождения этих блокировок. С iомощью INSERT DELAYED вставки становятся в очередь и находятся там до тех пор, пока не будут сняты все блокировки. При этом клиент не вынужден ждать, пока отработает INSERT (see section 6.4.4 Синтаксис оператора INSERT DELAYED).

То, что мы подразумеваем под термином ``атомарные'', не означает ничего сверхъестественного. Имеется в виду лишь следующее: гарантируется, что при выполнении каждого конкретного обновления никакой другой пользователь не может повлиять на него и никогда не произойдет автоматического отката (который возможен на транзакционных таблицах, если не приняты должные меры предосторожности). Сервер MySQL также гарантирует, что не случится грязного чтения (dirty read)".

Ниже описаны некоторые технические приемы работы с нетранзакционными таблицами:

• Циклы, для которых требуются транзакции, обычно могут кодироваться с помощью LOCK TABLES, причем нет необходимости в указателях при динамическом обновлении записей.
• Чтобы избежать применения ROLLBACK, можно использовать следующую стратегию:
  • Применить LOCK TABLES ... для блокирования всех таблиц, к которым необходим доступ.
  • Проверить условия.
  • Обновить, если все в порядке.
  • Использовать UNLOCK TABLES для освобождения произведенных блокировок.
  Обычно этот метод обеспечивает намного более высокую скорость, чем использование транзакций с возможными откатами, хотя и не всегда. Это решение не годится только для одной ситуации - когда кто-либо уничтожает потоки посреди обновления. В этом случае все блокировки будут сняты, но некоторые обновления могут не выполниться.
• Для обновления записей в рамках одиночной операции можно также использовать функции. Применяя приведенные ниже технические приемы, вы получите очень эффективное приложение:
  • Поля модифицируются относительно их текущей величины.
  • Обновляются только те поля, которые действительно изменились.
  Например, при выполнении обновлений информации некоторого заказчика мы обновляем только те данные этого заказчика, которые изменялись, и делаем проверку только на предмет того, модифицировались ли изменяемые данные или зависящие от них по сравнению с исходной строкой. Проверка на то, изменялись или нет данные, выполняется с помощью выражения WHERE в команде UPDATE. Если данную запись обновить не удалось, то клиент получает сообщение: "Некоторые данные, которые вы изменяли, были модифицированы другим пользователем". После этого в окне выводится старая версия, чтобы пользователь мог решить, какую версию записи заказчика он должен использовать. Такой алгоритм обеспечивает нечто похожее на блокирование столбцов, но реально он даже лучше, поскольку мы обновляем только часть столбцов, используя величины, соответствующие их текущим значениям. Это означает, что типичные команды UPDATE выглядят примерно как приведенные ниже:

  UPDATE tablename SET pay_back=pay_back+'relative change';
  UPDATE customer
    SET
      customer_date='current_date',
      address='new address',
      phone='new phone',
      money_he_owes_us=money_he_owes_us+'new_money'
    WHERE
      customer_id=id AND address='old address' AND phone='old phone';
  

  Как можно видеть, этот способ очень эффективно и работает, даже если другой клиент изменит величины в столбцах pay_back или money_he_owes_us.
• Во многих случаях пользователи хотят применять ROLLBACK и/или LOCK TABLES для управления уникальными идентификаторами для разных таблиц. Того же результата можно добиться намного более эффективно, используя столбец AUTO_INCREMENT и либо SQL-функцию LAST_INSERT_ID(), либо функцию C API mysql_insert_id() (see section 8.4.3.31 mysql_insert_id()). В общем случае можно написать код и для блокирования на уровне строк. Для некоторых ситуаций это действительно необходимо, но таких случаев очень мало. Блокировка на уровне строк поддерживается в таблицах InnoDB. Для типа MyISAM можно использовать флаговые столбцы в таблице и выполнять запросы, подобные следующему:

  UPDATE tbl_name SET row_flag=1 WHERE id=ID;
  

  MySQL возвращает 1 в качестве количества подвергнутых воздействию строк, если данная строка была найдена, а row_flag в исходной строке не был уже равен 1. Это можно себе представить так, как будто сервер MySQL изменяет предшествующий запрос на:

  UPDATE tbl_name SET row_flag=1 WHERE id=ID AND row_flag <> 1;