7. Транзакции и целостность бд

Применение СУБД для работы с интегрированными БД выявило особую важность проблемы целостности БД. Под целостностью БД понимают правильность и непротиворечивость ее содержимого. На­рушение целостности может быть вызвано, например, ошибками и сбоями, так как в этом случае система не в состоянии обеспечить нормальную обработку или выдачу правильных данных.

Рассмотрим два аспекта целостности — на уровне отдельных объектов и операций и на уровне базы данных в целом.

Первый аспект целостности обеспечивается на уровне структур данных и отдельных операторов языковых средств СУБД (вспомним ограничения целостности для столбцов и таблиц в языке SQL). При нарушениях такой целостности (например, ввод значения больше 10 в столбец Семестр таблицы «Учебный_план» БД «Сессия») соответ­ствующий оператор отвергается.

Некоторые ограничения целостности не нужно выражать в яв­ном виде, поскольку они встроены в структуры данных. Например, в СУБД, поддерживающей структуры, составленные из записей, каждый экземпляр записи в БД должен отображать спецификацию типа записи. Это означает, что все поля, специфицированные в описании типа, должны быть представлены в каждом экземпляре записи, а значение, заносимое в отдельное поле, должно иметь со­ответствующий описанию тип данных.

Часто же база данных может иметь такие ограничения целост­ности, которые требуют обязательного выполнения не одной, а не­скольких операций. Для иллюстрации примеров этой главы расши­рим функциональные возможности учебной БД «Сессия», добавив в таблицу «Кадровый_состав» столбец Нагрузка для решения допол­нительной задачи – расчета общей годовой нагрузки преподавате­лей (в часах учебной работы). Тогда любая операция по внесению изменений или по добавлению данных в столбец ID_Преподаватель таблицы «Учебный_план» должна сопровождаться соответствующи­ми изменениями данных в столбце Нагрузка. Если после внесения изменений в столбец ID_Преподаватель произойдет сбой, то БД окажется в нецелостном состоянии.

Для обеспечения целостности в случае ограничений на базу данных, а не на какие-либо отдельные операции, служит аппарат транзакций.

Транзакция – неделимая с точки зрения воздействия на БД последовательность операторов манипулирования данными (чтения, удаления, вставки, модификации), такая, что:

1) либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в БД;

2) либо воздействие всех этих операторов полностью отсутствует.

При этом для поддержания ограничений целостности на уровне БД допускается их нарушение внутри транзакции так, чтобы к моменту завершения транзакции условия целостности были соблюдены.

Для обеспечения контроля целостности каждая транзакция должна начинаться при целостном состоянии БД и должна сохра­нить это состояние целостным после своего завершения. Если опе­раторы, объединенные в транзакцию, выполняются, то происходит нормальное завершение транзакции, и БД переходит в обновленное (целостное) состояние (ситуация COMMIT на рис. 7.1). Если же происходит сбой при выполнении транзакции, то происходит так называемый откат к исходному состоянию БД (ситуация ROLLBACK на рис. 7.1).

Рис. 7.1. Выполнение и откат транзакции