Django資料庫--事務及事務回滾

資料庫的讀寫操作中，事務在保證數據的安全性和一致性方面起著關鍵的作用，而回滾正是這裡面的核心操作。Django的ORM在事務方面也提供了不少的API。有事務出錯的整體回滾操作，也有基於保存點的部分回滾。本文將討論Django中的這兩種機制的運行原理。 Django利用django.db.transa ...

資料庫的讀寫操作中，事務在保證數據的安全性和一致性方面起著關鍵的作用，而回滾正是這裡面的核心操作。Django的ORM在事務方面也提供了不少的API。有事務出錯的整體回滾操作，也有基於保存點的部分回滾。本文將討論Django中的這兩種機制的運行原理。

Django利用django.db.transaction模塊中的API對資料庫進行事務的管理

Django provides a straightforward API in the django.db.transaction module to manage the autocommit state of each database connection.

主要函數：

1. get_autocommit(using=None)

判斷事務是否自動提交

2. set_autocommit(autocommit, using=None)

設置自動提交事務

這些函數使接受一個 using 參數表示所要操作的資料庫。如果未提供，則 Django 使用 "default" 資料庫。

3. on_commit(do something)

事務提交後馬上執行任務，例如celery任務

例如：

with transation.atomic:

#do something and commit the transaction

transaction.on_commit(lambda: some_celery_task.delay('arg1'))

怎麼使用？在哪裡使用？

事務是一系列的資料庫操作，在數據的安全性和減少網路請求方面都有很大的優勢。關於資料庫事務的文章有很多，我這裡就不展開討論了。

那麼ORM中有哪些相關的API呢？

trasation模塊中最重要的是一個Atomic類，Atomic是一個上下文管理器。可以使用@transaction.atomic 或者with transaction.atomic 的方式來調用。

為了設置保存點，即斷點進行事務的執行和回滾，可以嵌套使用with transaction.atomic，例如官網的例子（偽代碼）：

with transaction.atomic():       # Outer atomic, start a new transaction
    transaction.on_commit(foo)      #事務提交後馬上執行foo函數

    try:
        with transaction.atomic():      # Inner atomic block, create a savepoint
            transaction.on_commit(bar)      #事務提交後馬上執行foo函數
            raise SomeError()      # Raising an exception - abort the savepoint
    except SomeError:
          pass

第一個with transaction.atomic()創建事務，第二個with transaction.atomic()創建保存點。

雖然錯誤raiseSomeError是從‘內部’的保存點發出來的，但只會影響到‘外部’的保存點，即只會回滾前面的資料庫操作。

下麵還會討論另一種創建保存點的方法。

在使用transaction.atomic前需要註意的問題：

1. 資料庫的自動提交預設為開啟，如果要將它關閉，必須很小心。一旦使用了transaction，即關閉了自動提交。

2. 如果資料庫之前的使用的是自動提交，那麼在切換為非自動提交之前，必須確保當前沒有活動的事務，通常可以手動執行commit() 或者 rollback() 函數來把未提交的事務提交或者回滾。

一、整體回滾

所有的資料庫更新操作都會在一個事務中執行，如果事務中任何一個環節出現錯誤，都會回滾整個事務。

案例（偽代碼1）：

from django.db import transaction

# open a transaction
@transaction.atomic                #裝飾器格式
def func_views(request):
         do_something()    
         a = A()              #實例化資料庫模型
         try:
            a.save()
         except DatabaseError:
            pass

此方案整個view都會在事務之中，所有對資料庫的操作都是原子性的。

案例（偽代碼2）：

from django.db import transaction

 
def func_views(request):
    try:
        with transaction.atomic():      #上下文格式，可以在python代碼的任何位置使用
            a = A()
            a.save()
            #raise DatabaseError     #測試用，檢測是否能捕捉錯誤
    except DatabaseError:     # 自動回滾，不需要任何操作
            pass

此方案比較靈活，事務可以在代碼中的任意地方開啟，對於事務開啟前的資料庫操作是必定會執行的，事務開啟後的資料庫操作一旦出現錯誤就會回滾。

需要註意的是：

1. python代碼中對Models的修改和對資料庫的修改的區別，資料庫層面的修改不會影響Models實例變數。

如果在代碼中修改一個變數，例如：

try:
        with transaction.atomic():     
            a = A()
            a.attribute = True   #A表的某一個屬性（即資料庫的某一列）
            a.save()
            raise  DatabaseError    
except DatabaseError:   
           pass

print(a.attribute)

#輸出結果：True

即使資料庫回滾了，但是a實例的變數a.attribute還是會保存在Models實例中，如果需要修改，就需要在except DatabaseError後面進行。

2. transaction不需要在代碼中手動commit和rollback的。因為只有當一個transaction正常退出的時候，才會對資料庫層面進行操作。除非我們手動調用transaction.commit和transaction.rollback

實際案例（此實例用偽代碼2的格式）：

models.py

數據表

class Author(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30,null=False)
    age = models.IntegerField()
    email = models.URLField(null=True)

class Count(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=30)
    article_amount = models.IntegerField()

views.py

from django.shortcuts import render
from django.http import HttpResponse
from index.models import Author,Count
from django.db import transaction,IntegrityError

def add_author_views(request):
    author_name = u'renyingying'
    author = Author(name=author_name, age=24, email='[email protected]')
    # author.save()

    count = Count(name=author_name, article_amount=1)
    count.save()

    try:
        with transaction.atomic():
            author.save()
            raise DatabaseError    #報出錯誤，檢測事務是否能捕捉錯誤
    except DatabaseError:     # 自動回滾，不需要任何操作
            pass

事務外的資料庫操作正常執行，而事務內的資料庫操作則會回滾。

author表

count表

將raise DatabaseError這一行代碼註釋掉，author才會有數據

二、保存點Savepoint（斷點回滾）

保存點是事務中的標記，從原理實現上來說是一個類似存儲結構的類。可以回滾部分事務，而不是完整事務，同時會保存部分事務。python後端程式可以使用保存點。

一旦打開事務atomic()，就會構建一系列等待提交或回滾的資料庫操作。通常，如果發出回滾命令，則會回滾整個事務。保存點則提供了執行細粒度回滾的功能，而不是將執行的完全回滾transaction.rollback()。

工作原理：savepoint通過對返回sid後面的將要執行的資料庫操作進行計數，並保存在內置的列表中，當對資料庫資料庫進行操作時遇到錯誤而中斷，根據sid尋找之前的保存點並回滾數據，並將這個操作從列表中刪除。

相關API:

1. savepoint（using = None）

創建一個新的保存點。這表示處於正常狀態的事務的一個點。返回保存點ID（sid）。在一個事務中可以創建多個保存點。

2. savepoint_commit（sid，using = None）

發佈保存點sid，從創建保存點開始執行的資料庫操作將成為可能回滾事務的一部分

3. savepoint_rollback（sid，using = None）

將事務回滾到保存點sid

4. clean_savepoints（using = None）

重置用於生成唯一保存點ID的計數器

值得註意的是：

這些函數中的每一個都接受一個using參數，該參數是資料庫的名稱。如果using未提供參數，則使用"default"預設資料庫。

案例：

models.py上文的案例一樣

views.py

from django.db import transaction


# open a transaction
@transaction.atomic
def add_author_views(request):
    # 自動提交方式
    # Author.objects.create(name=u'wangbaoqiang',age=33,email='[email protected]')

    author_name = u'linghuchong'
    author = Author(name=author_name,age=26,email='[email protected]')
    author.save()
    # transaction now contains author.save()

    sid = transaction.savepoint()

    try:
        count = Count(name=author_name, article_amount=1)
        count.save()
        # transaction now contains author.save() and count.save()
        transaction.savepoint_commit(sid)
        # open transaction still contains author.save() and count.save()
    except IntegrityError:
        transaction.savepoint_rollback(sid)
        # open transaction now contains only count.save()
        # 保存author操作回滾後，事務只剩下一個操作 

   transaction.clean_savepoints()  #清除保存點