解读SQL和Oracle对数据库事务处理的差异

背景：在吉日嘎拉的软件编程走火入魔之：数据库事务处理入门（适合初学者阅读）文章中关于MS SQL Server和Oracle对数据库事务处理的差异性引起一些争论，因此记录我对数据库事务处理的想法。

简介：本文讲述MS SQL Server和Oracle对数据库事务处理的差异性，以及Oracle如何对事务处理的实现。

什么是事务：数据库事务（Database Transaction）是一组数据库操作的处理单元。事务符合ACID的特性：

Atomic：原子性，要么全部要么一无所有。All or None.

Consistent：一致性，所有依赖关系以及约束一致。

Isolated：分离性，不同事务不互相影响。

Durable：持久性，提交事务的数据需要持久化。

为什么要使用事务：

实现事务主要有两大功能：

1.保证数据库的consistent（一致性状态），保持所有依赖关系以及约束一致）。哪怕数据库管理系统出现故障时（例如断电），也能恢复到一致性状态。例如一个银行转帐系统，张三给李四转3000圆RMB，张三帐号上减3000和李四帐号上加3000需要同时完成，否则系统的帐就不平了。也例如有些销售系统的汇总表和明细表，是一个主表和一个从表，需要同步更新。

2.并发时分离不同事务操作。例如编辑过程中的数据不给其他事务查询到。这也是相对的，在特效需求下可能要支持dirty read（脏读），但不是这里讨论的范围了。

SQL Server 2008 的事务类型

1.自动提交事务 Autocommit Transactions

这是SQL Server默认的事务类型，每一条单独的SQL语句（SQL statement）都是单独的一个事务，语句执行完毕后自动提交。调用方不需要手工控制事务流程。

2.显示事务 Explicit Transactions

调用方需要调用API或者使用T-SQL的BEGIN TRANSACTION 语句来打开事务。需要调用COMMIT 或者 ROLLBACK TRANSACTION 来提交或者回滚。

3.隐式事务 Implicit Transactions

使用SET IMPLICIT_TRANSACTIONS ON把事务模式变成隐式模式。调用方不需要执行BEGIN TRANSACTION 语句来打开事务。数据库引擎执行到SQL语句的时候自动打开事务。调用方需要调用COMMIT 或者 ROLLBACK TRANSACTION 来提交或者回滚。当数据库引擎执行下一个SQL语句时又自动打开一个新事务。

Oracle的事务类型

Oracle的事务处理类型有点像SQL Server的隐式事务。当执行到第一个可执行的SQL语句时自动打开事务，然后需要调用方执行commit或者rollback来提交或者回滚事务，如果有DDL语句，Oracle也会自动提交事务的。

参考：Transaction Management

Oracle的事务的实现

Oracle的结构分逻辑上和物理上的区别。逻辑上的结构是表空间，而物理上的结构是数据文件。

逻辑实现

Oracle下实现事务在逻辑上是由Undo Tablespace来实现的。Undo Tablespace包含Undo Segements（段），而Undo Segements包含Undo Data。Undo Data是支持事务的逻辑单元。

图源自于《Oracle Database 10g： Administration Workshop I》

Undo Data用于保存修改前后的数据，以支持回滚，长时间查询，和flashback查询，以及失败事务恢复的功能。

由于有了Undo Data，回滚事务变得容易了，因为Undo Data保存了修改前后的数据，保证了事务的原子性。失败事务恢复和事务回滚类似，当网络中断或者其他原因导致事务异常停止，数据库引擎可以恢复到一致性状态。

同时Undo Data也支持长时间查询（Read-consistent），例如有表格T，主键为key，有字段为f1，数据如下，尽管只有4条数据，假设需要很长时间进行查询。