Správa transakcí pomocí mssql-python

Ovladač mssql-python podporuje plnou kontrolu transakcí, včetně úrovní commit, rollback, konfigurace automatického commitu a izolace transakcí.

Základy transakcí

Transakce seskupuje sekvenci databázových operací do jedné jednotky práce. Transakce se řídí vlastnostmi ACID:

  • Atomicita: Všechny operace uspějí, nebo všechny selžou.
  • Konzistence: Databáze zůstává v platném stavu.
  • Izolace: Současné transakce si navzájem nepřekážejí.
  • Odolnost: Závazné změny přežijí selhání systému.

Režim automatického dokončování

Nastavení autocommit určuje, zda jsou změny automaticky potvrzeny.

Autocommit deaktivován (výchozí)

Ve výchozím nastavení autocommit=False. Musíte explicitně provádět změny.

import mssql_python

conn = mssql_python.connect(connection_string)
print(conn.autocommit)  # False

cursor = conn.cursor()
cursor.execute("CREATE TABLE #TxnBasic (Name NVARCHAR(50))")
cursor.execute("INSERT INTO #TxnBasic (Name) VALUES ('Widget')")
cursor.execute("INSERT INTO #TxnBasic (Name) VALUES ('Gadget')")

# Changes are staged but not visible to other connections
conn.commit()  # Now changes are permanent

conn.close()

Pokud nepotvrdíte transakci, ovladač po uzavření připojení zahodí změny.

Autocommit povolen

Když nastavíte autocommit=True, ovladač okamžitě commituje každý příkaz:

conn = mssql_python.connect(connection_string, autocommit=True)
# OR
conn.setautocommit(True)

cursor = conn.cursor()
cursor.execute("CREATE TABLE #AutoDemo (Name NVARCHAR(50))")
cursor.execute("INSERT INTO #AutoDemo (Name) VALUES ('Widget')")
# Immediately committed - no explicit commit needed

Caution

Když je autocommit povolen, nemůžete provést rollback více příkazů jako celku. Používejte autocommit jen tehdy, když je to vhodné pro váš případ použití.

Zapsání a zrušení změn

Závazek

Zavolejte commit(), aby se čekající změny natrvalo uložily:

cursor.execute("CREATE TABLE #CommitDemo (Name NVARCHAR(50), Price DECIMAL(10,2), CategoryID INT)")
cursor.execute("INSERT INTO #CommitDemo VALUES ('A',10,1),('B',20,1)")
cursor.execute("UPDATE #CommitDemo SET Price = Price * 1.1 WHERE CategoryID = 1")

conn.commit()  # The update is now permanent

Vrácení zpět

Pro zrušení čekajících změn volejte rollback():

try:
    cursor.execute("CREATE TABLE #RollDemo (Name NVARCHAR(50), Price DECIMAL(10,2), CategoryID INT)")
    cursor.execute("INSERT INTO #RollDemo VALUES ('A',10,1),('B',20,1)")
    cursor.execute("UPDATE #RollDemo SET Price = Price * 1.1 WHERE CategoryID = 1")
    
    # Verify the update
    cursor.execute("SELECT AVG(Price) FROM #RollDemo WHERE CategoryID = 1")
    avg_price = cursor.fetchval()
    
    if avg_price > 100:
        conn.rollback()  # Price too high, undo both updates
        print("Rolled back: average price would exceed limit")
    else:
        conn.commit()
except Exception as e:
    conn.rollback()  # Undo on error
    raise

Potvrzení a vrácení změn na úrovni kurzoru

Pro usnadnění můžete na kurzorech volat commit() a rollback():

cursor = conn.cursor()
cursor.execute("CREATE TABLE #CursorDemo (Name NVARCHAR(50))")
cursor.execute("INSERT INTO #CursorDemo (Name) VALUES ('Widget')")
cursor.commit()  # Delegates to connection

cursor.execute("DELETE FROM #CursorDemo WHERE Name = 'Widget'")
cursor.rollback()  # Delegates to connection

Note

Potvrzení a vrácení změn prováděné na úrovni kurzoru ovlivňují všechny kurzory ve stejném připojení, nejen kurzor, na kterém je voláte.

Kontextoví manažeři

Správce kontextu připojení potvrdí transakci při korektním ukončení a v případě výjimky ji zruší. Spojení se vždy při ukončení uzavře. Když nastavíte autocommit=True, volání commit a rollback nemají žádný vliv.

with mssql_python.connect(connection_string) as conn:
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute("CREATE TABLE #CtxDemo (Name NVARCHAR(50))")
    cursor.execute("INSERT INTO #CtxDemo (Name) VALUES ('Widget')")
    cursor.execute("INSERT INTO #CtxDemo (Name) VALUES ('Gadget')")
# Transaction is committed and connection is closed on exit

Pokud dojde k výjimce, transakce je vrácena zpět:

try:
    with mssql_python.connect(connection_string) as conn:
        cursor = conn.cursor()
        cursor.execute("CREATE TABLE #TxnDemo (Name NVARCHAR(50))")
        cursor.execute("INSERT INTO #TxnDemo (Name) VALUES ('Widget')")
        raise ValueError("Something went wrong")
except ValueError:
    pass
# Transaction is rolled back and connection is closed on exit

Úrovně izolace transakcí

Úrovně izolace určují, jak transakce interagují s probíhajícími transakcemi. Nastavte úroveň izolace pomocí set_attr():

import mssql_python

conn = mssql_python.connect(connection_string)

# Set isolation level
conn.set_attr(
    mssql_python.SQL_ATTR_TXN_ISOLATION,
    mssql_python.SQL_TXN_SERIALIZABLE
)

Dostupné úrovně izolace

Konstanta Popis
SQL_TXN_READ_UNCOMMITTED Může číst nepotvrzené změny z jiných transakcí (je povoleno špinavé čtení)
SQL_TXN_READ_COMMITTED Čte pouze potvrzená data (výchozí nastavení v SQL Serveru)
SQL_TXN_REPEATABLE_READ Zaručuje konzistentní čtení v rámci transakce
SQL_TXN_SERIALIZABLE Nejvyšší izolace; Transakce se zdají probíhat postupně

Vyberte úroveň izolace

Případ použití Doporučená úroveň
Obecné pracovní zátěže OLTP READ_COMMITTED (výchozí)
Zprávy, které potřebují konzistentní snímky REPEATABLE_READ nebo snímek
Finanční výpočty vyžadující přesnost SERIALIZABLE
Pracovní zátěže s velkým množstvím čtení tolerují zastaralá data READ_UNCOMMITTED

Izolace snímků

Pro izolaci snímků použijte Transact-SQL (T-SQL). Izolace snímku využívá verzování řádků v tempdb, což může zvýšit nároky na úložiště při vysokém zatížení zápisem.

# Enable snapshot isolation on the database (one-time setup, requires autocommit)
conn.commit()
conn.autocommit = True
cursor.execute("ALTER DATABASE AdventureWorks2022 SET ALLOW_SNAPSHOT_ISOLATION ON")

# Set isolation level while still in autocommit, then start the transaction
cursor.execute("SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SNAPSHOT")
conn.autocommit = False

cursor.execute("SELECT TOP 5 Name, ListPrice FROM Production.Product")
rows = cursor.fetchall()
for row in rows:
    print(row.Name, row.ListPrice)
conn.commit()

Vnořené transakce a uložené body

SQL Server podporuje body uložení pro částečné vrácení změn v rámci transakce.

cursor = conn.cursor()

cursor.execute("BEGIN TRANSACTION")
cursor.execute("CREATE TABLE #SaveDemo (Name NVARCHAR(50))")
cursor.execute("INSERT INTO #SaveDemo (Name) VALUES ('Widget')")

cursor.execute("SAVE TRANSACTION SaveDemoPoint")
cursor.execute("INSERT INTO #SaveDemo (Name) VALUES ('Gadget')")

# Roll back to savepoint, keeping first insert
cursor.execute("ROLLBACK TRANSACTION SaveDemoPoint")

cursor.execute("COMMIT TRANSACTION")

Zpracování vzájemných zablokování

Patové situace nastávají, když dvě transakce čekají na vzájemné zámky. SQL Server automaticky detekuje zablokování a ukončuje jednu transakci.

import time

def execute_with_retry(conn, cursor, sql, params=None, max_retries=3):
    """Execute SQL with deadlock retry logic."""
    for attempt in range(max_retries):
        try:
            cursor.execute(sql, params)
            return
        except mssql_python.OperationalError as e:
            if "1205" in str(e):  # Deadlock error number
                if attempt < max_retries - 1:
                    conn.rollback()  # Clear the failed transaction
                    time.sleep(0.1 * (2 ** attempt))  # Exponential backoff
                    continue
            raise
    raise Exception(f"Failed after {max_retries} attempts")

Osvědčené postupy

  • Udržujte transakce krátké , abyste minimalizovali dobu uzamčení a možnost zablokování.

  • Použijte autocommit=False pro transakce s více příkazy, které mají být atomické.

  • Vždy řešte výjimky s rollbackem:

    conn = None
    try:
         conn = mssql_python.connect(connection_string)
         cursor = conn.cursor()
         cursor.execute("CREATE TABLE #RollbackPattern (ID INT, Name NVARCHAR(50))")
         cursor.execute("INSERT INTO #RollbackPattern (ID, Name) VALUES (1, 'Widget')")
         cursor.execute("UPDATE #RollbackPattern SET Name = 'Updated Widget' WHERE ID = 1")
         conn.commit()
    except Exception:
         if conn is not None:
             conn.rollback()
         raise
    finally:
         if conn is not None:
             conn.close()
    
  • Používejte správce kontextu pro automatickou správu transakcí. Správce kontextu při bezchybném ukončení potvrdí transakci a při výjimce ji vrátí zpět.

    with mssql_python.connect(connection_string) as conn:
         cursor = conn.cursor()
         cursor.execute("CREATE TABLE #ContextManagerDemo (ID INT, Name NVARCHAR(50))")
         cursor.execute("INSERT INTO #ContextManagerDemo (ID, Name) VALUES (1, 'Widget')")
         cursor.execute("UPDATE #ContextManagerDemo SET Name = 'Committed Widget' WHERE ID = 1")
    # Committed automatically on exit
    
  • Vyberte vhodné úrovně izolace podle požadavků na konzistenci versus výkonnost.

  • Používejte indikátory zámků pro sekvence čtení–úprava–zápis, abyste zabránili ztraceným aktualizacím. Když čtete hodnotu, která se bude aktualizovat v rámci jedné transakce, použijte nápovědy jako WITH (UPDLOCK, ROWLOCK) na SELECT pro získání zámků dříve a vytvoření konzistentního pořadí zámků, což snižuje riziko zablokování.

    # Good: Acquire lock during read to prevent lost update pattern
    cursor.execute("""
         SELECT Balance FROM Accounts 
         WITH (UPDLOCK, ROWLOCK) 
         WHERE ID = %(id)s
    """, {"id": account_id})
    balance = cursor.fetchval()
    
    if balance >= amount:
         cursor.execute("""
             UPDATE Accounts SET Balance = Balance - %(amount)s 
             WHERE ID = %(id)s
         """, {"amount": amount, "id": account_id})
    
  • Implementujte logiku opakovaného pokusu pro přechodné selhání, jako jsou zablokování.

Příklad: Převod prostředků (atomová operace)

Tento příklad demonstruje atomickou přenosovou logiku s náznaky zámku, aby se zabránilo ztrátě aktualizací v souběžných scénářích:

def transfer_funds(conn, from_account, to_account, amount):
    """Transfer funds atomically between accounts."""
    cursor = conn.cursor()
    
    try:
        # Read balance with lock hint to prevent lost updates
        cursor.execute(
            "SELECT Balance FROM Accounts WITH (UPDLOCK, ROWLOCK) WHERE AccountID = %(account_id)s",
            {"account_id": from_account}
        )
        balance = cursor.fetchval()
        
        if balance is None:
            raise ValueError(f"Source account {from_account} not found")
        
        if balance < amount:
            raise ValueError("Insufficient funds")
        
        # Debit source account
        cursor.execute(
            "UPDATE Accounts SET Balance = Balance - %(amount)s WHERE AccountID = %(account_id)s",
            {"amount": amount, "account_id": from_account}
        )
        
        # Credit destination account
        cursor.execute(
            "UPDATE Accounts SET Balance = Balance + %(amount)s WHERE AccountID = %(account_id)s",
            {"amount": amount, "account_id": to_account}
        )
        
        if cursor.rowcount != 1:
            raise ValueError(f"Destination account {to_account} not found")
        
        conn.commit()
        print(f"Transferred ${amount} from {from_account} to {to_account}")
        
    except Exception:
        conn.rollback()
        raise

Indikace uzamčení WITH (UPDLOCK, ROWLOCK) u příkazu SELECT zajišťují, aby byl zámek získán brzy. To zabraňuje tomu, aby jiná transakce současně přečetla stejný zůstatek a vytvořila scénář ztracené aktualizace, kdy obě transakce čtou starý zůstatek, provedou samostatné aktualizace a pouze poslední aktualizace zůstane.

Měření temp tabulky

Dočasné tabulky (#tablename) jsou vázány na relaci, ale jejich vytvoření je součástí aktuální transakce. Pokud vytvoříte dočasnou tabulku a dojde k vrácení transakce, dočasná tabulka se zruší:

conn = mssql_python.connect(connection_string)  # autocommit=False
cursor = conn.cursor()

cursor.execute("CREATE TABLE #Staging (ID INT, Name NVARCHAR(50))")
cursor.execute("INSERT INTO #Staging VALUES (1, 'test')")

# Rollback removes the temp table entirely
conn.rollback()

# This fails: Invalid object name '#Staging'
try:
    cursor.execute("SELECT * FROM #Staging")
except mssql_python.ProgrammingError:
    print("Temp table was dropped by rollback")

Chcete-li zachovat dočasnou tabulku nezávislou na datové transakci, potvrďte ji po jejím vytvoření:

cursor.execute("CREATE TABLE #Staging (ID INT, Name NVARCHAR(50))")
conn.commit()  # Temp table persists regardless of later rollbacks

# Now data operations can roll back without losing the table
cursor.execute("INSERT INTO #Staging VALUES (1, 'test')")
conn.rollback()  # Data is gone, but #Staging still exists

Příkazy DDL, které vyžadují automatické potvrzení

Některé DDL příkazy, jako CREATE DATABASE, ALTER DATABASE, a DROP DATABASE, nemohou běžet uvnitř transakce. Nastavte autocommit=True před jejich spuštěním:

conn.autocommit = True
cursor.execute("CREATE DATABASE TestDB")
conn.autocommit = False  # Return to transactional mode

Pokud spustíte CREATE DATABASE s autocommit=False, zobrazí se chyba: CREATE DATABASE statement not allowed within multi-statement transaction.