Praktyczny kurs SQL
•
2 likes•417 views
Wykorzystaj pełnię możliwości baz danych * Na czym polega model relacyjny? * W jaki sposób pobierać dane z bazy? * Jak projektować bazy danych i tabele? Systemy zarządzania bazami danych to aplikacje, które spotkać można praktycznie w każdej firmie. Na rynku dostępnych jest wiele takich narzędzi, różniących się od siebie wydajnością, wymaganiami sprzętowymi, potencjalnymi zastosowaniami i - przede wszystkim — ceną. Użytkownicy mogą wybierać zarówno wśród rozwiązań komercyjnych, jak i nieustępujących im rozwiązań bezpłatnych. Cechą łączącą wszystkie systemy zarządzania bazami danych jest język, na którym opiera się praca z nimi - SQL. To ustandaryzowany zbiór poleceń pozwalających na niemal dowolne manipulacje danymi zgromadzonymi w bazach, tworzenie nowych baz oraz administrowanie serwerami baz danych. Bez jego znajomości wykorzystanie pełni możliwości bazy danych jest praktycznie niemożliwe. „Praktyczny kurs SQL” to książka, dzięki której poznasz ten język. Czytając ją, dowiesz się, czym jest relacyjność w bazach danych, jak skonstruowane są takie bazy i czym są postaci normalne. Nauczysz się pobierać dane w oparciu o różne kryteria, przetwarzać uzyskane wyniki i wyświetlać je na ekranie w odpowiedni sposób. Poznasz funkcje pozwalające na modyfikację istniejących i dodawanie nowych danych, zastosujesz zapytania złożone i podzapytania oraz wykorzystasz mechanizmy transakcji. Przeczytasz także o projektowaniu baz danych oraz definiowaniu i nadawaniu uprawnień do korzystania z nich. * Modele baz danych * Postaci normalne w modelu relacyjnym * Historia języka SQL * Pobieranie danych za pomocą instrukcji SELECT * Dobór kryteriów wybierania * Przetwarzanie wyników zapytań * Zapytania złożone i podzapytania * Transakcje * Modyfikowanie i dodawanie danych * Projektowanie baz danych * Uprawnienia Uzupełnieniem do książki jest udostępniona tutaj baza danych. Poznaj w praktyce język będący podstawą wszystkich nowoczesnych systemów zarządzania bazami danych.
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Viewers also liked
Viewers also liked (12)
Similar to Praktyczny kurs SQL
Similar to Praktyczny kurs SQL (18)
More from Wydawnictwo Helion
More from Wydawnictwo Helion (20)
Praktyczny kurs SQL
- 1. Praktyczny kurs SQL Autor: Danuta Mendrala, Marcin Szeliga ISBN: 978-83-246-1604-6 Format: 158x235, stron: 304 Wykorzystaj pe³niê mo¿liwoœci baz danych • Na czym polega model relacyjny? • W jaki sposób pobieraæ dane z bazy? • Jak projektowaæ bazy danych i tabele? Systemy zarz¹dzania bazami danych to aplikacje, które spotkaæ mo¿na praktycznie w ka¿dej firmie. Na rynku dostêpnych jest wiele takich narzêdzi, ró¿ni¹cych siê od siebie wydajnoœci¹, wymaganiami sprzêtowymi, potencjalnymi zastosowaniami i – przede wszystkim – cen¹. U¿ytkownicy mog¹ wybieraæ zarówno wœród rozwi¹zañ komercyjnych, jak i nieustêpuj¹cych im rozwi¹zañ bezp³atnych. Cech¹ ³¹cz¹c¹ wszystkie systemy zarz¹dzania bazami danych jest jêzyk, na którym opiera siê praca z nimi – SQL. To ustandaryzowany zbiór poleceñ pozwalaj¹cych na niemal dowolne manipulacje danymi zgromadzonymi w bazach, tworzenie nowych baz oraz administrowanie serwerami baz danych. Bez jego znajomoœci wykorzystanie pe³ni mo¿liwoœci bazy danych jest praktycznie niemo¿liwe. „Praktyczny kurs SQL” to ksi¹¿ka, dziêki której poznasz ten jêzyk. Czytaj¹c j¹, dowiesz siê, czym jest relacyjnoœæ w bazach danych, jak skonstruowane s¹ takie bazy i czym s¹ postaci normalne. Nauczysz siê pobieraæ dane w oparciu o ró¿ne kryteria, przetwarzaæ uzyskane wyniki i wyœwietlaæ je na ekranie w odpowiedni sposób. Poznasz funkcje pozwalaj¹ce na modyfikacjê istniej¹cych i dodawanie nowych danych, zastosujesz zapytania z³o¿one i podzapytania oraz wykorzystasz mechanizmy transakcji. Przeczytasz tak¿e o projektowaniu baz danych oraz definiowaniu i nadawaniu uprawnieñ do korzystania z nich. • Modele baz danych • Postaci normalne w modelu relacyjnym • Historia jêzyka SQL • Pobieranie danych za pomoc¹ instrukcji SELECT Wydawnictwo Helion • Dobór kryteriów wybierania ul. Koœciuszki 1c • Przetwarzanie wyników zapytañ 44-100 Gliwice • Zapytania z³o¿one i podzapytania tel. 032 230 98 63 • Transakcje e-mail: helion@helion.pl • Modyfikowanie i dodawanie danych • Projektowanie baz danych • Uprawnienia Poznaj w praktyce jêzyk bêd¹cy podstaw¹ wszystkich nowoczesnych systemów zarz¹dzania bazami danych
- 2. Spis tre ci Wstöp .............................................................................................. 9 Czö è I Trochö teorii, czyli modele i standardy .......................... 17 Rozdziaä 1. Relacyjny model baz danych ........................................................... 19 Tabele jako zbiory danych .............................................................................................. 19 Kolumny maj niepowtarzalne nazwy i zawieraj okre lone typy danych ............... 20 Wiersze powinny byü unikalne ................................................................................ 21 Kolejno ü kolumn jest bez znaczenia ....................................................................... 21 Kolejno ü wierszy jest bez znaczenia ....................................................................... 22 Bazy danych ................................................................................................................... 22 Trzy modele baz danych: relacyjny, obiektowy i jednorodny ........................................ 23 Model jednorodny .................................................................................................... 23 Model relacyjny ....................................................................................................... 24 Model obiektowy ..................................................................................................... 25 Zaáo enia relacyjnego modelu baz danych ..................................................................... 27 Postulaty Codda dotycz ce struktury danych ........................................................... 27 Postulaty Codda dotycz ce przetwarzania danych ................................................... 28 Postulaty Codda dotycz ce integralno ci danych ..................................................... 28 Normalizacja ............................................................................................................ 29 Podsumowanie ................................................................................................................ 30 Zadania ........................................................................................................................... 31 Rozdziaä 2. Standardy jözyka SQL ..................................................................... 33 Strukturalny j zyk zapyta ............................................................................................. 33 Przetwarzanie zbiorów a przetwarzanie pojedynczych danych ................................ 34 J zyk deklaratywny a j zyk proceduralny ................................................................ 35 J zyk interpretowany a j zyk kompilowany ............................................................. 36 Skáadnia j zyka SQL ................................................................................................ 37 Dialekty j zyka SQL ................................................................................................ 39 Standardy ANSI .............................................................................................................. 40 Historia ..................................................................................................................... 40 SQL3 ........................................................................................................................ 41 Podsumowanie ................................................................................................................ 44 Zadania ........................................................................................................................... 44
- 3. 4 Praktyczny kurs SQL Czö è II Pobieranie danych, czyli instrukcja SELECT ................... 47 Rozdziaä 3. Odczytywanie danych z wybranej tabeli ........................................... 49 Klauzula FROM ............................................................................................................. 49 W peáni kwalifikowane nazwy obiektów ................................................................. 50 Wybieranie kolumn ........................................................................................................ 51 Eliminowanie duplikatów ............................................................................................... 52 Wyra enia ....................................................................................................................... 53 Operatory arytmetyczne ........................................................................................... 54 à czenie danych tekstowych .................................................................................... 55 Funkcje systemowe .................................................................................................. 55 Formatowanie wyników ................................................................................................. 58 Aliasy ....................................................................................................................... 59 Staáe (literaáy) ........................................................................................................... 60 Sortowanie wyników ...................................................................................................... 60 Sortowanie danych tekstowych ................................................................................ 63 Podsumowanie ................................................................................................................ 64 Zadania ........................................................................................................................... 65 Rozdziaä 4. Wybieranie wierszy ......................................................................... 67 Logika trójwarto ciowa .................................................................................................. 67 Warto ü NULL ......................................................................................................... 68 Operatory logiczne ................................................................................................... 68 Klauzula WHERE .......................................................................................................... 70 Standardowe operatory porównania ......................................................................... 71 Operatory SQL ......................................................................................................... 72 Záo one warunki logiczne ........................................................................................ 75 Klauzula TOP ................................................................................................................. 78 Wydajne wyszukiwanie danych ...................................................................................... 80 W jaki sposób serwery bazodanowe odczytuj dane? .............................................. 80 W jakiej kolejno ci serwery bazodanowe wykonuj poszczególne klauzule zapyta ? ................................................................................................... 83 Argumenty SARG .................................................................................................... 84 Podsumowanie ................................................................................................................ 86 Zadania ........................................................................................................................... 87 Rozdziaä 5. ãñczenie tabel i wyników zapytaþ ................................................... 89 Zá czenia naturalne i nienaturalne .................................................................................. 89 Klucze obce .............................................................................................................. 90 Aliasy ....................................................................................................................... 93 Zá czenia równo ciowe i nierówno ciowe ..................................................................... 94 Zá czenia zewn trzne ..................................................................................................... 95 Zá czenie lewostronne .............................................................................................. 96 Zá czenie prawostronne ............................................................................................ 97 Zá czenie obustronne ................................................................................................ 97 Zá czenie krzy owe (iloczyn kartezja ski) ..................................................................... 98 Zá czenia wielokrotne ..................................................................................................... 99 Okre lanie kolejno ci zá cze ................................................................................ 102 Zá czenie tabeli z ni sam ........................................................................................... 103 Eliminacja duplikatów ............................................................................................ 105 Klucze obce w obr bie jednej tabeli ....................................................................... 106 à czenie wyników zapyta ........................................................................................... 107 Suma ....................................................................................................................... 107 Cz ü wspólna ........................................................................................................ 110 Ró nica ................................................................................................................... 110
- 4. Spis tre ci 5 à czenie wierszy i wyników funkcji tabelarycznych ................................................... 111 Operator APPLY .................................................................................................... 112 Podsumowanie .............................................................................................................. 114 Zadania ......................................................................................................................... 114 Rozdziaä 6. Grupowanie wierszy ...................................................................... 117 Funkcje grupuj ce ........................................................................................................ 117 Funkcja COUNT() .................................................................................................. 118 Funkcje SUM() i AVG() ........................................................................................ 119 Funkcje MIN() i MAX() ......................................................................................... 120 Inne funkcje grupuj ce ........................................................................................... 121 Wyra enia .............................................................................................................. 121 Klauzula GROUP BY ................................................................................................... 122 Kolejno ü wykonywania klauzuli GROUP BY ...................................................... 125 Operatory CUBE i ROLLUP .................................................................................. 126 Operator GROUPING SETS .................................................................................. 129 Wydajne grupowanie danych ....................................................................................... 131 Niestandardowa klauzula OVER .................................................................................. 132 Partycje ................................................................................................................... 134 Funkcje rankingu .................................................................................................... 135 Niestandardowe operatory PIVOT i UNPIVOT ........................................................... 137 PIVOT .................................................................................................................... 137 UNPIVOT .............................................................................................................. 139 Klauzula HAVING ....................................................................................................... 140 Podsumowanie .............................................................................................................. 142 Zadania ......................................................................................................................... 143 Rozdziaä 7. Podzapytania ............................................................................... 145 Czym s podzapytania? ................................................................................................ 145 Podzapytania jako zmienne .......................................................................................... 146 Podzapytania niepowi zane .................................................................................... 146 Podzapytania powi zane ........................................................................................ 151 Podzapytania jako ródáa danych ................................................................................. 157 Tabele pochodne .................................................................................................... 157 CTE ........................................................................................................................ 160 Wyznaczanie trendów ............................................................................................ 165 Operatory ...................................................................................................................... 169 Operator EXISTS ................................................................................................... 170 Operator ANY lub SOME ...................................................................................... 173 Operator ALL ......................................................................................................... 176 Podsumowanie .............................................................................................................. 178 Zadania ......................................................................................................................... 179 Czö è III Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE .................................... 181 Rozdziaä 8. Modyfikowanie danych ................................................................. 183 Wstawianie danych ....................................................................................................... 183 Klucze podstawowe ................................................................................................ 184 Warto ci domy lne ................................................................................................. 185 Warto ü NULL ....................................................................................................... 185 Konstruktor wierszy ............................................................................................... 186 Wstawianie wyników zapyta ................................................................................ 186
- 5. 6 Praktyczny kurs SQL Usuwanie danych .......................................................................................................... 188 Instrukcja DELETE ................................................................................................ 189 Instrukcja TRUNCATE TABLE ............................................................................ 191 Aktualizowanie danych ................................................................................................ 191 Jednoczesne aktualizowanie wielu kolumn ............................................................ 192 Wyra enia .............................................................................................................. 192 Aktualizowanie danych wybranych na podstawie danych z innych tabel .............. 193 Aktualizowanie danych za pomoc wyra e odwoáuj cych si do innych tabel .... 193 Instrukcja MERGE ....................................................................................................... 194 Podsumowanie .............................................................................................................. 196 Zadania ......................................................................................................................... 196 Rozdziaä 9. Transakcje i wspóäbie no è .......................................................... 197 Wáa ciwo ci transakcji ................................................................................................. 197 Transakcyjne przetwarzanie danych ............................................................................. 199 Tryb jawnego zatwierdzania transakcji .................................................................. 200 Rozpoczynanie transakcji ....................................................................................... 201 Wycofywanie transakcji ......................................................................................... 202 Zatwierdzanie transakcji ......................................................................................... 203 Zagnie d anie transakcji ........................................................................................ 203 Punkty przywracania .............................................................................................. 204 Wspóábie no ü .............................................................................................................. 205 Blokady .................................................................................................................. 205 Zakleszczenia ......................................................................................................... 206 Poziomy izolowania transakcji ............................................................................... 207 Model optymistyczny ............................................................................................. 211 Model pesymistyczny ............................................................................................. 212 Podsumowanie .............................................................................................................. 213 Zadania ......................................................................................................................... 213 Czö è IV Tworzenie baz danych, czyli instrukcje CREATE, ALTER i DROP ............................................................ 215 Rozdziaä 10. Bazy danych i tabele .................................................................... 217 Tworzenie i usuwanie baz danych ................................................................................ 217 Tworzenie i usuwanie tabel .......................................................................................... 220 Schematy ................................................................................................................ 221 Zmiana struktury tabeli ................................................................................................. 221 Ograniczenia ................................................................................................................. 222 NOT NULL ............................................................................................................ 222 Klucz podstawowy ................................................................................................. 223 Niepowtarzalno ü ................................................................................................... 224 Warto ü domy lna .................................................................................................. 225 Warunek logiczny .................................................................................................. 225 Klucz obcy ............................................................................................................. 226 Ograniczenia a wydajno ü instrukcji modyfikuj cych i odczytuj cych dane ......... 229 Podsumowanie .............................................................................................................. 231 Zadania ......................................................................................................................... 231 Rozdziaä 11. Widoki i indeksy ........................................................................... 233 Widoki .......................................................................................................................... 233 Tworzenie i usuwanie widoków ............................................................................. 234 Modyfikowanie widoków ....................................................................................... 236 Korzystanie z widoków .......................................................................................... 236 Zalety widoków ...................................................................................................... 241
- 6. Spis tre ci 7 Indeksy ......................................................................................................................... 241 Tworzenie, modyfikowanie i usuwanie indeksów .................................................. 243 Porz dkowanie indeksów ....................................................................................... 245 Podsumowanie .............................................................................................................. 246 Zadania ......................................................................................................................... 247 Czö è V Uprawnienia u ytkowników, czyli instrukcje GRANT i REVOKE ....................................................... 249 Rozdziaä 12. Nadawanie i odbieranie uprawnieþ ................................................ 251 Konta u ytkowników .................................................................................................... 251 Zakáadanie i usuwanie kont u ytkowników ............................................................ 252 Role .............................................................................................................................. 253 Tworzenie i usuwanie ról ....................................................................................... 253 Przypisywanie ról do u ytkowników ..................................................................... 254 Specjalna rola Public .............................................................................................. 254 Uprawnienia ................................................................................................................. 254 Nadawanie i odbieranie uprawnie ........................................................................ 255 Dziedziczenie uprawnie ....................................................................................... 256 Przekazywanie uprawnie ...................................................................................... 258 Zasada minimalnych uprawnie ............................................................................. 259 Podsumowanie .............................................................................................................. 259 Zadania ......................................................................................................................... 260 Dodatki ..................................................................................... 261 Dodatek A Rozwiñzania zadaþ ....................................................................... 263 Skorowidz .................................................................................... 295
- 7. Rozdziaä 9. Transakcje i wspóäbie no è Czym s transakcje? Co oznacza skrót ACID? Jakie s zalety transakcyjnego przetwarzania danych? Na czym polega ró nica pomi dzy transakcjami zagnie d onymi a zagnie d aniem transakcji? Co oznacza termin „wspóábie no ü”? Po co serwery bazodanowe zakáadaj blokady? Kiedy dochodzi do zakleszcze ? Czy warto zmieniaü domy lny poziom izolowania transakcji? W jakich sytuacjach optymistyczny model wspóábie no ci jest lepszy ni pesymistyczny? Wäa ciwo ci transakcji Transakcje gwarantuj spójno ü modyfikowanych informacji. Typowym przykáa- dem transakcyjnego przetwarzania danych jest przeniesienie pieni dzy z jednego konta na drugie. Taka operacja przebiega w dwóch etapach: 1. zmniejszenie o pewn sum stanu konta X, 2. dodanie tej sumy do stanu konta Y.
- 8. 198 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE Gdyby po wykonaniu pierwszej operacji wyst piá bá d uniemo liwiaj cy wykonanie drugiej, z systemu znikn áaby pewna suma pieni dzy. Równie nieprzyjemnym zasko- czeniem dla wáa ciciela byáoby sprawdzenie przez niego stanu obu jego kont ju po odj ciu danej sumy z pierwszego konta, ale przed jej dodaniem do drugiego konta. eby temu zapobiec, transakcje musz byü: 1. Niepodzielne (ang. Atomicity). Niepodzielno ü oznacza, e zatwierdzane s wszystkie wchodz ce w skáad transakcji instrukcje albo nie jest zatwierdzana adna z nich. Innymi sáowy, wszystkie wchodz ce w skáad transakcji instrukcje musz byü wykonane poprawnie — je eli choü jedna z nich zgáosi bá d, wszystkie przeprowadzone w ramach transakcji zmiany zostan wycofane. 2. Spójne (ang. Consistency). Ta cecha transakcji gwarantuje, e ich wykonanie nie doprowadzi, nawet w przypadku awarii serwera, do utraty spójno ci danych. Poniewa wszystkie zmiany danych wykonywane s w ramach transakcji, przechowywane w bazach informacje zawsze b d spójne1. 3. Izolowane (ang. Isolation). Izolowanie transakcji wymaga albo zablokowania modyfikowanych w ramach jednej z nich danych, albo utworzenia ich dodatkowej wersji. W zale no ci od obowi zuj cego w ramach serwera lub sesji klienckiej poziomu izolowania transakcji, mo e doj ü do nast puj cych sytuacji: a) Utrata aktualizacji (ang. lost update) ma miejsce, gdy dwa procesy modyfikuj jednocze nie te same dane. Przykáadowo jeden u ytkownik zmienia cen towaru na 100 zá, a drugi — na 200. W takim przypadku jedna ze zmian zostanie utracona (zast piona drug modyfikacj ). Domy lnie skonfigurowane serwery bazodanowe nie dopuszczaj do utraty aktualizacji. b) Brudne odczyty (ang. dirty read) — do takiej sytuacji dochodzi, gdy mo liwe jest odczytanie zmian niezatwierdzonych jeszcze przez inny proces. Je eli proces odczytuj cy nie za da zaáo enia blokady na odczytywanych danych, uzyska do nich dost p nawet wtedy, kiedy wáa nie b d modyfikowane. Gdyby proces modyfikuj cy wycofaá wprowadzone zmiany, odczytane dane okazaáyby si niespójne. Domy lnie skonfigurowane serwery bazodanowe nie dopuszczaj brudnych odczytów. c) Niepowtarzalne odczyty (ang. non-repeatable reads) maj miejsce, gdy powtórzenie w ramach transakcji tego samego odczytu daje inny wynik. Ró nice w wynikach s spowodowane tym, e natychmiast po zako czeniu odczytu (a nie po zako czeniu caáej transakcji) proces odczytuj cy zdejmuje blokady zaáo one na odczytywane dane. Niezablokowane dane mog byü zmienione przez inny proces, a wi c ich powtórne odczytanie da inny (niespójny) wynik. Domy lnie skonfigurowane serwery bazodanowe dopuszczaj niepowtarzalne odczyty. 1 Przynajmniej w teorii. W praktyce bazy danych ulegaj uszkodzeniu, choü bardzo rzadko z winy serwerów bazodanowych.
- 9. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 199 d) Odczyty widma (ang. phantom reads) — sytuacja taka ma miejsce, je eli pomi dzy dwoma wykonanymi w ramach transakcji odczytami zmieni si liczba odczytywanych wierszy. Je eli np. podczas pierwszego odczytu w tabeli Produkty znajdowaáo si 100 produktów o cenach ni szych ni 10 zá, instrukcja SELECT * FROM Produkty WHERE Cena <10 zwróciáaby 100 wierszy. W trakcie trwania transakcji mo liwa jest jednak zmiana pozostaáych wierszy tabeli, w tym obni enie ceny jakiego produktu poni ej 10 zá. Mo liwe jest równie wstawienie do tej tabeli nowego produktu o cenie np. 7 zá. Z tego powodu drugie wykonanie tego samego zapytania zwróciáoby ju 102 wiersze. Domy lnie skonfigurowane serwery bazodanowe dopuszczaj odczyty widma. 4. Trwaáe (ang. Durability). Trwaáo ü transakcji gwarantuje, e efekty zatwierdzonych transakcji b d zapisane w bazie, nawet w przypadku awarii serwera SQL 2005. Do przywrócenia spójno ci danych serwery bazodanowe z reguáy u ywaj jakiej formy dziennika transakcyjnego. Pierwsze litery cech transakcji (A — Atomicity, C — Consistency, I — Isolation, D — Durability) tworzñ skrót ACID, powszechnie u ywany do opisywania reguä przetwarzania danych, których muszñ przestrzegaè serwery bazodanowe, eby mogäy zostaè nazwane transakcyjnymi lub relacyjnymi. Transakcyjne przetwarzanie danych Serwery bazodanowe mog dziaáaü w trybie niejawnego zatwierdzania transakcji (w ser- werze SQL 2008 taki tryb jest trybem domy lnym). Oznacza to, e u ytkownicy nie musz samodzielnie rozpoczynaü transakcji, bo serwer robi to za nich. W trybie niejawnego zatwierdzania transakcji wykonanie ka dej instrukcji j zyka SQL skáada si z trzech etapów: 1. Serwer bazodanowy automatycznie rozpoczyna now transakcj . 2. Wykonywana jest pojedyncza instrukcja SQL. 3. Je eli instrukcja zostaáa wykonana z powodzeniem, transakcja jest zatwierdzana, w przeciwnym przypadku jest wycofywana. Taki sposób dziaäania oznacza, e u ytkownicy nie mogñ samodzielnie zatwierdzaè lub wycofywaè automatycznie rozpoczötych transakcji. Dlatego nazywa siö on trybem niejawnego zatwierdzania transakcji. Poni szy przykáad ilustruje dziaáanie trybu niejawnego zatwierdzania transakcji za po- moc funkcji systemowej @@TRANCOUNT zwracaj cej liczb otwartych, aktywnych w danym momencie transakcji:
- 10. 200 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE SELECT @@TRANCOUNT; UPDATE Production.Product SET Color='Red' WHERE ProductID=1; SELECT @@TRANCOUNT; ------------------------------------------------------------ 0 0 Przed rozpocz ciem i po zako czeniu wykonywania instrukcji UPDATE nie byáo adnych otwartych transakcji. Tryb jawnego zatwierdzania transakcji W niektórych serwerach bazodanowych (np. w serwerze Oracle) domy lnym trybem transakcyjnego przetwarzania danych jest tryb ich jawnego zatwierdzania. W tym trybie wykonanie ka dej instrukcji j zyka SQL przebiega nast puj co: 1. Serwer bazodanowy automatycznie rozpoczyna now transakcj . 2. Wykonywana jest pojedyncza instrukcja SQL. 3. U ytkownik samodzielnie musi zatwierdziü lub wycofaü otwart przez serwer transakcj . Dziaáanie tego trybu mo na zasymulowaü w serwerze SQL 2008, ustawiaj c opcj sesji IMPLICIT_TRANSACTIONS: SET IMPLICIT_TRANSACTIONS ON; SELECT @@TRANCOUNT; UPDATE Production.Product SET Color='Red' WHERE ProductID=1; SELECT @@TRANCOUNT; ------------------------------------------------------------ 0 1 Tym razem przed rozpocz ciem instrukcji UPDATE równie nie byáo otwartych trans- akcji, ale niejawnie rozpocz ta transakcja nie zostaáa po jej wykonaniu automatycznie zamkni ta. Musi to zrobiü sam u ytkownik — albo zatwierdzaj c wprowadzone zmiany, albo je wycofuj c. Przed przej ciem do dalszych üwicze zako cz transakcj i wyá cz omawiany tryb: COMMIT TRAN; SET IMPLICIT_TRANSACTIONS OFF; Tryb jawnego zatwierdzania transakcji pozwala wycofywaè przypadkowe lub bäödne modyfikacje, ale zatwierdzanie transakcji, której samemu siö nie rozpoczöäo, jest maäo intuicyjne.
- 11. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 201 Rozpoczynanie transakcji Mechanizm transakcyjnego przetwarzania danych poka emy, jawnie rozpoczynaj c i ko cz c transakcje. Pozwoli nam to wykonaü w ramach poszczególnych transakcji dowoln liczb instrukcji oraz samodzielnie sterowaü czasem rozpocz cia i zako czenia poszczególnych transakcji. eby rozpocz ü transakcj , nale y wykonaü instrukcj BEGIN TRAN2: BEGIN TRAN; SELECT @@TRANCOUNT; ------------------------------------------------------------ 1 Je eli teraz w ramach tej samej sesji (czyli w tym samym oknie edytora SQL) zaktu- alizujemy ceny wybranych towarów i sprawdzimy liczb aktywnych transakcji, dowie- my si , e rozpocz ta przez nas transakcja nadal jest otwarta: UPDATE Production.Product SET ListPrice=1 WHERE ProductSubcategoryID=1; SELECT @@TRANCOUNT; ------------------------------------------------------------ 1 Dopóki transakcja, w ramach której przeprowadzili my dowolne zmiany, jest otwarta, mo emy je albo wycofaü, albo zatwierdziü. Poniewa serwer bazodanowy nie jest w sta- nie przewidzieü naszej decyzji, a jedn z cech transakcji jest jej odizolowanie, próba odczytania danych z tabeli Production.Product w ramach tej samej sesji sko czy si zupeánie inaczej ni ta sama próba wykonana przez innego u ytkownika. eby si o tym przekonaü: 1. W tym samym oknie kodu SQL wykonaj zapytanie: SELECT Name,ListPrice,ProductSubcategoryID FROM Production.Product WHERE ProductSubcategoryID<3 ORDER BY ProductSubcategoryID; ------------------------------------------------------------ Mountain-100 Silver, 38 1,0000 1 Mountain-100 Silver, 42 1,0000 1 Mountain-100 Silver, 44 1,0000 1 Mountain-100 Silver, 48 1,0000 1 … 2. Zostaáo ono natychmiast wykonane, a cena ka dego produktu z podkategorii 1 wynosi 1. 3. eby wykonaü to samo zapytanie jako inny u ytkownik, otwórz nowe okno edytora SQL3 i skopiuj do niego powy sz instrukcj SELECT (rysunek 9.1). 2 W niektórych serwerach bazodanowych transakcje rozpoczyna si instrukcjami BEGIN TRANSACTION lub BEGIN WORK. 3 Mo na to zrobiü, naciskaj c kombinacj klawiszy Ctrl+N lub klikaj c przycisk New Query.
- 12. 202 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE Rysunek 9.1. Zapytanie wykonuje si ju prawie dwie minuty, ale wci nie zwróciáo adnych danych Transakcyjne przetwarzanie danych polega na takim realizowaniu ñdaþ klientów przez serwery bazodanowe, eby ka dy z nich miaä wra enie, e jest jedynym u yt- kownikiem serwera. Wymaga to opisanego w dalszej czö ci rozdziaäu blokowania obiektów, do których w danym momencie odwoäujñ siö inni u ytkownicy serwera. Wycofywanie transakcji Wycofanie transakcji oznacza przywrócenie danych do stanu sprzed jej rozpo- cz cia i zdj cie wszystkich zaáo onych na potrzeby transakcji blokad. Je eli wrócimy do pierwszego okna edytora SQL (tego, w którym zapytanie zwróciáo wyniki) i wyko- namy w nim instrukcj ROLLBACK TRAN4, a nast pnie przeá czymy si do drugiego okna edytora SQL, przekonamy si , e zapytanie wreszcie zostaáo wykonane i w dodatku ceny produktów z pierwszej podkategorii wcale nie wynosz 1. Spowodowane jest to wycofaniem transakcji, w ramach której ceny byáy zmienione, i zdj ciem zaáo onych na jej potrzeby blokad: 4 W niektórych serwerach bazodanowych transakcje wycofuje si instrukcjami ROLLBACK TRANSACTION lub ROLLBACK WORK.
- 13. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 203 SELECT Name,ListPrice,ProductSubcategoryID FROM Production.Product WHERE ProductSubcategoryID<3 ORDER BY ProductSubcategoryID; ------------------------------------------------------------ Mountain-100 Silver, 38 3399,9900 1 Mountain-100 Silver, 42 3399,9900 1 Mountain-100 Silver, 44 3399,9900 1 Mountain-100 Silver, 48 3399,9900 1 Mountain-100 Black, 38 3374,9900 1 Zatwierdzanie transakcji Zatwierdzenie transakcji oznacza utrwalenie wprowadzonych w jej trakcie zmian i zdj cie wszystkich zaáo onych na potrzeby transakcji blokad. Wspomniany na pocz tku rozdziaáu przykáad przelania pieni dzy z jednego konta na drugie mógáby byü zaimplementowany w poni szy sposób: BEGIN TRAN; EXEC uspDodajDoKonta '123-456-78-90', 500; EXEC uspOdejmijOdKonta '231-645-87-09', 500; IF @@ERROR=0 COMMIT TRAN; ELSE ROLLBACK TRAN; Po jawnym rozpocz ciu transakcji nast puje wywoáanie dwóch (nieistniej cych w bazie AdventureWorks) procedur. Je eli adna z nich nie zgáosi bá du, caáa transakcja b dzie zatwierdzona (zatwierdziü transakcj mo emy, wykonuj c instrukcj COMMIT TRAN5), w przeciwnym przypadku zostanie ona wycofana. Zagnie d anie transakcji Wi kszo ü serwerów bazodanowych pozwala zagnie d aü transakcje, czyli wykonaü instrukcj BEGIN TRAN w ramach wcze niej rozpocz tej transakcji. Wynikiem takiej ope- racji jest zwi kszenie licznika otwartych transakcji, a nie rozpocz cie nowej (atomowej, niepodzielnej, trwaáej i spójnej) transakcji. Dziaáanie mechanizmu zagnie d ania transakcji ilustruje poni szy przykáad: wykona- nie instrukcji BEGIN TRAN powoduje zwi kszenie o jeden licznika otwartych transakcji, wykonie instrukcji COMMIT TRAN zmniejsza warto ü tego licznika o jeden, ale wykonanie instrukcji ROLLBACK zamyka transakcje i zeruje licznik otwartych transakcji: 5 W niektórych serwerach bazodanowych transakcje zatwierdza si instrukcjami COMMIT TRANSACTION lub COMMIT WORK.
- 14. 204 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE BEGIN TRAN; SELECT @@TRANCOUNT; BEGIN TRAN; SELECT @@TRANCOUNT; BEGIN TRAN; SELECT @@TRANCOUNT; COMMIT TRAN; SELECT @@TRANCOUNT; ROLLBACK TRAN; SELECT @@TRANCOUNT; ------------------------------------------------------------ 1 2 3 2 0 Punkty przywracania Wi kszo ü serwerów bazodanowych pozwala wycofaü nie tylko caá transakcj , ale te jej cz ü. W tym celu nale y w trakcie transakcji wykonaü instrukcj SAVE TRAN6, a nast pnie przywróciü j do danego punktu: BEGIN TRAN; INSERT INTO HumanResources.Department (Name, GroupName) VALUES ('TEST1', 'G1'); SAVE TRAN PP1; INSERT INTO HumanResources.Department (Name, GroupName) VALUES ('TEST2', 'G1'); SELECT @@TRANCOUNT; ROLLBACK TRAN PP1; SELECT @@TRANCOUNT; ------------------------------------------------------------ 1 1 Poniewa przywrócenie stanu transakcji do okre lonego punktu nie powoduje jej za- ko czenia (liczba otwartych transakcji nadal wynosi 1), musimy j zatwierdziü lub wycofaü: COMMIT TRAN; SELECT * FROM HumanResources.Department WHERE Name LIKE 'TEST_'; ------------------------------------------------------------ 26 TEST1 G1 2008-01-27 10:02:34.690 Poniewa druga instrukcja INSERT zostaáa wykonana po zdefiniowaniu punktu przy- wracania PP1, instrukcja ROLLBACK TRAN PP1 przywróciáa stan danych do momentu sprzed jej wykonania, i w rezultacie tyko pierwszy wiersz zostaá na trwaáe wstawiony do tabeli. 6 W niektórych serwerach bazodanowych punkty przywracania tworzy si instrukcjami SAVE TRANSACTION lub SAVE WORK.
- 15. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 205 Wspóäbie no è Wspóábie no ü to zdolno ü systemu do jednoczesnego realizowania wielu operacji, z reguáy uzyskiwana poprzez uruchomienie osobnych procesów (robotników) na po- trzeby obsáugi poszczególnych da . Wspóäbie no è ma ogromny wpäyw na skalowalno è serwerów bazodanowych, czyli ich zdolno è do coraz szybszego wykonywania transakcji dziöki rozbudowywaniu komputerów, na przykäad zwiökszaniu ich mocy obliczeniowej czy przepustowo ci dysków twardych. eby ka dy z kilkuset czy nawet kilku tysi cy jednoczesnych u ytkowników serwera bazodanowego mógá pracowaü tak, jakby byá jego jedynym u ytkownikiem, konieczne jest odizolowanie od siebie poszczególnych transakcji. Umo liwiaj to automatycznie zakáadane blokady. Blokady Pomijaj c analizy wewn trznych mechanizmów dziaáania ró nych serwerów bazoda- nowych, blokady mo na podzieliü ze wzgl du na ich tryb (sposób blokowania) i zakres (typ blokowanych zasobów). Tryby blokad Tryb blokady decyduje o tym, czy mo liwe b dzie jej zaáo enie na zasobie wcze niej zablokowanym przez inny proces: 1. Blokady wspóádzielone S (ang. Shared) s domy lnie zakáadane na odczytywanych obiektach, takich jak tabele czy wiersze. Na obiekt zablokowany w trybie S inne procesy te mog zaáo yü blokad S, czyli odczytuj cy nie blokuj innych odczytuj cych. Blokady S domy lnie zakáadane s tylko na czas wykonywania zapytania, a nie caáej transakcji. 2. Blokady wyá czne X (ang. eXclusive) s zakáadane na modyfikowanych obiektach. Blokady X s niekompatybilne z innymi blokadami, czyli modyfikuj cy blokuj innych u ytkowników. W przeciwie stwie do blokad wspóádzielonych, blokady wyá czne domy lnie utrzymywane s do zako czenia caáej transakcji, a nie pojedynczej operacji. Zakresy blokad Blokady mog byü zakáadane na poziomie poszczególnych wierszy, kluczy indeksów, stron, zakresów lub caáych tabel. Te obiekty tworz naturaln hierarchi : tabela skáada si z wielu stron, na ka dej stronie zapisanych jest wiele wierszy itd. Z tego powodu serwery bazodanowe musz analizowaü wszystkie istniej ce blokady, zanim zaáo now — je eli choü jeden wiersz tabeli jest zablokowany w trybie X, nie mo na na caáej tabeli zaáo yü innej blokady.
- 16. 206 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE Im wiöksze obiekty sñ blokowane, tym mniejsza wspóäbie no è (bo u ytkownicy muszñ däu ej czekaè na dostöp do zablokowanych zasobów), ale równie tym mniej- sza liczba blokad, którymi musi zarzñdzaè serwer bazodanowy (zaäo y jednñ blokadö na caäej tabeli zamiast miliona blokad na poszczególnych wierszach). Zakleszczenia Zakleszczenie (ang. DeadLock) ma miejsce, gdy ró ne procesy blokuj si nawzajem w taki sposób, e aden z nich nie jest w stanie zaáo yü wymaganych do uko czenia ju rozpocz tych operacji blokad. Najcz ciej wyst puj dwa typy zakleszcze : 1. Zakleszczenia cykliczne, wynikaj ce z tego, e dwa procesy w ró nych kolejno ciach próbuj uzyskaü dost p do tych samych zasobów. 2. Zakleszczenia konwersji blokad, zwi zane ze zmian wcze niej zaáo onej blokady wspóádzielonej (wiele procesów mo e jednocze nie zablokowaü ten sam zasób w trybie S) na blokad wyá czn (tylko jeden proces mo e zaáo yü na tym samym obiekcie blokad X). Serwery bazodanowe automatycznie wykrywaj zakleszczenia i przerywaj dziaáanie jednego procesu. Na ofiar zakleszczenia wybierany jest proces o ni szym prioryte- cie, a je eli oba procesy maj ten sam priorytet, ofiar zakleszczenia zostaje ten, którego wycofanie jest mniej kosztowne. Mechanizm wykrywania i usuwania zakleszcze pokazuje poni szy przykáad: Pierwszy u ytkownik w ramach jawnie rozpocz tej transakcji modyfikuje kilka danych w tabeli HumanResources.Department: BEGIN TRAN; UPDATE HumanResources.Department SET Name = UPPER(Name) WHERE DepartmentID>5; ------------------------------------------------------------ (18 row(s) affected) Nast pnie inny u ytkownik w ramach jawnie rozpocz tej przez siebie transakcji mo- dyfikuje znacznie wi cej danych w tabeli Production.Product7: BEGIN TRAN; UPDATE Production.Product SET Name = UPPER(Name) WHERE ProductID >300; ------------------------------------------------------------ (500 row(s) affected) 7 Zasymulowaü jednoczesn prac dwóch u ytkowników mo emy, otwieraj c nowe okno edytora SQL — ka de z okien nawi zuje wáasn sesj z baz danych.
- 17. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 207 Nast pnie pierwszy u ytkownik próbuje odczytaü zawarto ü tabeli zablokowanej ju przez 2. sesj (okno wyników mo e pokazaü pierwszych kilkadziesi t wierszy, ale i tak u ytkownik b dzie musiaá czekaü na mo liwo ü zablokowania w trybie S pozostaáych wierszy tabeli Production.Product): SELECT * FROM Production.Product; W tym momencie nie wyst piáo jeszcze zakleszczenie — wystarczyáoby, eby drugi u ytkownik zako czyá swoj transakcj . Ale je eli w ramach 2. sesji u ytkownik spró- buje odczytaü zawarto ü tabeli zmodyfikowanej przez pierwszego u ytkownika, oba procesy si zakleszcz : SELECT * FROM HumanResources.Department; ------------------------------------------------------------ 1 Engineering Research and Development 1998-06-01 00:00:00.000 2 Tool Design Research and Development 1998-06-01 00:00:00.000 3 Sales Sales and Marketing 1998-06-01 00:00:00.000 … Po chwili drugie zapytanie zostaáo jednak wykonane, co wi cej, nazwy departamentów nie zostaáy przekonwertowane na du e litery. eby przekonaü si , dlaczego tak si staáo, wystarczy przeá czyü si do okienka 1. sesji. Znajdziemy w nim poni szy ko- munikat bá du: Msg 1205, Level 13, State 51, Line 2 Transaction (Process ID 57) was deadlocked on lock resources with another process ´and has been chosen as the deadlock victim. Rerun the transaction. Je eli sprawdzimy liczb otwartych w ramach 1. sesji transakcji, oka e si , e jawnie rozpocz ta przez pierwszego u ytkownika transakcja zostaáa — zgodnie z komunikatem bá du — wycofana: SELECT @@TRANCOUNT; ------------------------------------------------------------ 0 Poniewa wycofanie transakcji wi e si ze zdj ciem zaáo onych na jej potrzeby blokad, druga sesja mogáa z powodzeniem zako czyü operacje i odczytaü tabel HumanResources. ´Department. Liczba transakcji otwartych w ramach 2. sesji nadal wynosi 1 — eby zako czyü üwiczenie i wycofaü zmiany, nale y wykonaü w tym oknie edytora SQL instrukcj ROLLBACK TRAN. Poziomy izolowania transakcji Mo emy wpáywaü na sposób zakáadania blokad przez serwery bazodanowe, zmieniaj c poziom izolowania transakcji. Wi kszo ü serwerów pozwala ustawiü (na poziomie serwera, bazy danych lub poszczególnych sesji) jeden z czterech poziomów izolo- wania transakcji, przedstawionych przez nas od najmniej restrykcyjnego, w którym
- 18. 208 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE maksymalna wspóábie no ü okupiona jest wyst powaniem najwi kszej liczby typów nie- spójno ci danych, do najbardziej restrykcyjnego, który kosztem ograniczenia wspóábie - no ci gwarantuje najwy szy poziom spójno ci danych. Read Uncommitted W trybie niezatwierdzonego odczytu (ang. Read Uncommitted) odczyt danych nie po- woduje zaáo enia blokady wspóádzielonej. Na tym poziomie wyst puj brudne od- czyty, niepowtarzalne odczyty i odczyty widma (jedynym niekorzystnym zjawi- skiem niewyst puj cym na tym poziomie jest utrata aktualizacji). eby si o tym przekonaü: 1. W jednej sesji (oknie edytora SQL) rozpoczniemy transakcj i zaktualizujemy nazw dziaáu: BEGIN TRAN; UPDATE HumanResources.Department SET Name = 'ZmianaWToku' WHERE DepartmentID=5; ------------------------------------------------------------ (1 row(s) affected) 2. W drugiej sesji zmienimy poziom izolowania transakcji na Read Uncommitted i spróbujemy odczytaü modyfikowane przez innego u ytkownika dane: SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ UNCOMMITTED; SELECT Name FROM HumanResources.Department WHERE DepartmentID = 5; ------------------------------------------------------------ ZmianaWToku Udaáo nam si odczytaü dane, pomimo e osoba, która je zmieniaáa, nie zatwierdziáa jeszcze transakcji, a wi c w ka dej chwili mo e j wycofaü. W tym trybie (cz sto wymuszanym na poziomie poszczególnych instrukcji za pomoc specyficznych dla danego serwera bazodanowego dyrektyw optymalizatora) mo na odczytywaü dane, o których wiemy, e nie b d w tym samym czasie modyfikowane. Ko cz c üwiczenie, zamknij bez zatwierdzania otwartej transakcji i na nowo otwórz oba okna edytora SQL — w ten sposób kolejne üwiczenie rozpoczniemy, pracuj c w domy lnym trybie izolowania transakcji. Read Committed Tryb odczytu zatwierdzonego (ang. Read Committed) jest domy lnym poziomem izolowania transakcji. Na tym poziomie odczyt danych wymaga zaáo enia na nich blokady wspóádzielonej. Poniewa zakáadana na czas zmiany blokada X jest niekom- patybilna z innymi blokadami, w tym z blokad S, eliminuje to brudne odczyty. Jednak na tym poziomie nadal wyst puj niepowtarzalne odczyty i odczyty widma.
- 19. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 209 Zjawisko niepowtarzalnego odczytu pokazuje poni szy przykáad: 1. W pierwszym oknie edytora SQL ustawiamy tryb odczytów zatwierdzonych8, jawnie rozpoczynamy transakcj i odczytujemy nazw wybranego departamentu: SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; BEGIN TRAN; SELECT Name FROM HumanResources.Department WHERE DepartmentID = 5; ------------------------------------------------------------ Purchasing 2. W tym momencie transakcja jest nadal otwarta, a my w drugim oknie edytora SQL zmienimy nazw tego departamentu: UPDATE HumanResources.Department SET Name = 'OdczytWToku' WHERE DepartmentID=5; ------------------------------------------------------------ (1 row(s) affected) 3. Je eli pierwszy u ytkownik w ramach tej samej transakcji ponownie odczyta nazw departamentu, uzyska inny wynik: SELECT Name FROM HumanResources.Department WHERE DepartmentID = 5; COMMIT TRAN; ------------------------------------------------------------ OdczytWToku Repeatable Read W trybie powtarzalnego odczytu (ang. Repeatable Read) blokady wspóádzielone S utrzymywane s do czasu zako czenia caáej transakcji. Dzi ki temu inny proces nie mo e zmodyfikowaü odczytywanych w jej ramach danych, co eliminuje niepowtarzalne odczyty. Na tym poziomie wyst puj tylko odczyty widma. Zjawisko odczytu widma pokazuje poni szy przykáad: 1. W ramach pierwszej sesji zmienimy poziom izolowania transakcji na Repeatable Read i w ramach jawnie rozpocz tej transakcji odczytamy nazwy towarów o cenach pomi dzy 10 a 15 dolarów: SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL REPEATABLE READ; BEGIN TRAN; SELECT Name FROM Production.Product WHERE ListPrice BETWEEN 10 AND 15; ------------------------------------------------------------ Taillights - Battery-Powered 8 Poniewa ten tryb jest trybem domy lnym, instrukcja SET dodana jest tylko w celach demonstracyjnych.
- 20. 210 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE 2. Podczas gdy pierwsza transakcja jest wci otwarta, w drugim oknie edytora SQL zmienimy cen jednego towaru na 12 dolarów: UPDATE Production.Product SET ListPrice = 12 WHERE ProductID =2; ------------------------------------------------------------ (1 row(s) affected) 3. Je eli pierwszy u ytkownik raz jeszcze wykona, w ramach tej samej transakcji, to samo zapytanie, tym razem jego wynik b dzie liczyá dwa wiersze — pojawi si w nim wiersz widmo: SELECT Name FROM Production.Product WHERE ListPrice BETWEEN 10 AND 15; ------------------------------------------------------------ Bearing Ball Taillights - Battery-Powered 4. Je eli jednak w ramach drugiej sesji spróbujemy zmieniü dane odczytywane w ramach nadal otwartej pierwszej transakcji (czyli doprowadziü do niepowtarzalnego odczytu), instrukcja b dzie oczekiwaü, a pierwsza transakcja zostanie zako czona, a zaáo one dla niej blokady zdj te: UPDATE Production.Product SET ListPrice = 8 WHERE Name = 'Taillights - Battery-Powered'; 5. eby powy sza aktualizacja zostaáa wykonana, w pierwszym oknie edytora SQL wykonaj instrukcj COMMIT TRAN. W trybie Repeatable Read nale y odczytywaü te dane, które w ramach transakcji odczytywane s kilkukrotnie i mog byü zmieniane w tym samym czasie przez innych u ytkowników. Sytuacja taka ma miejsce np. w ró nego rodzaju zestawieniach i raportach zbiorczych, w których odczytuj c te same dane, za ka dym razem musimy otrzymaü te same wyniki, inaczej zestawienie lub raport b d niespójne. Serializable W trybie szeregowania transakcje odwoáuj ce si do tych samych tabel wykonywane s jedna po drugiej. Blokowanie caáych obiektów, a nie tylko odczytywanych danych, na czas trwania transakcji pozwala wyeliminowaü odczyty widma, ale powoduje, e odczytuj c nawet jeden wiersz tabeli, mo emy uniemo liwiü pozostaáym u ytkownikom zmodyfikowanie przechowywanych w niej danych. eby si o tym przekonaü: 1. W pierwszym oknie edytora SQL przeá czymy si do trybu szeregowania, jawnie rozpoczniemy transakcj i odczytamy informacje o wybranym towarze: SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE; BEGIN TRAN; SELECT ProductID, Name FROM Production.Product
- 21. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 211 WHERE ListPrice BETWEEN 10 AND 15; ------------------------------------------------------------ 2 Bearing Ball 2. Je eli teraz w drugim oknie edytora SQL spróbujemy zmieniü cen innego towaru, oka e si , e aktualizacja zostaáa zablokowana i b dzie wykonana dopiero po zako czeniu pierwszej transakcji: UPDATE Production.Product SET ListPrice = 120 WHERE ProductID =3; 3. Ko cz c üwiczenie, zamknij oba okna edytora SQL bez zatwierdzania rozpocz tej w jednym z nich transakcji. W trybie Serializable mamy gwarancj , e odczytywane w ramach transakcji dane zawsze b d takie same — serwer bazodanowy nie dopu ci nie tylko do ich zmiany, ale równie do pojawienia si nowych danych. Jednak przez ten czas pozostali u yt- kownicy nie b d mogli modyfikowaü zablokowanych tabel. W wi kszo ci przypad- ków powoduje to tak znaczne wydáu enie czasu reakcji serwera, e lepiej jest skopio- waü odczytywane dane9, a je eli zmian nie jest zbyt du o, przeá czyü si do modelu optymistycznego. Model optymistyczny W modelu optymistycznym tylko modyfikuj cy blokuj innych modyfikuj cych, czyli ró ni u ytkownicy mog jednocze nie modyfikowaü i odczytywaü te same dane. Serwery bazodanowe zapewniaj spójno ü modyfikowanych w tym modelu danych poprzez ich wersjonowanie. Zakáadaj c (optymistycznie), e w czasie gdy jeden u yt- kownik odczytuje dane, inni raczej nie b d ich modyfikowaü, s one w stanie na bie co zarz dzaü dodatkowymi wersjami danych. Je eli to zaáo enie jest prawdziwe, czyli je eli jednoczesne modyfikacje i odczyty tych samych danych nie zachodz zbyt cz sto, mo emy znacznie skróciü czas reak- cji serwera10, przeá czaj c baz do optymistycznego modelu wspóábie no ci. eby si o tym przekonaü: 1. W pierwszym oknie edytora SQL wykonamy poni sze instrukcje, przeá czaj c baz AdventureWorks do modelu optymistycznego: USE master; ALTER DATABASE AdventureWorks SET READ_COMMITTED_SNAPSHOT ON WITH ROLLBACK IMMEDIATE; ------------------------------------------------------------ Command(s) completed successfully. 9 Niektóre serwery bazodanowe pozwalaj utworzyü migawk (ang. Snapshot) danych. 10 Niektóre serwery bazodanowe, np. serwer Oracle, domy lnie dziaáaj w optymistycznym modelu wspóábie no ci.
- 22. 212 Czö è III i Modyfikowanie danych, czyli instrukcje INSERT, UPDATE, DELETE oraz MERGE 2. W tym samym oknie edytora SQL poá czymy si z baz AdventureWorks i w ramach jawnie rozpocz tej transakcji zmienimy dane dwóch pracowników: USE AdventureWorks; BEGIN TRAN; UPDATE HumanResources.Employee SET Title = 'X' WHERE EmployeeID <3; ------------------------------------------------------------ (2 row(s) affected) 3. W nowym oknie edytora SQL odczytamy dane o kilku pracownikach: SELECT EmployeeID, Title FROM HumanResources.Employee WHERE EmployeeID <5; ------------------------------------------------------------ 1 Production Technician - WC60 2 Marketing Assistant 3 Engineering Manager 4 Senior Tool Designer 4. Okazuje si , e tym razem zapytanie zostaáo wykonane natychmiast, ale z zachowaniem wymogów domy lnego trybu izolowania transakcji, czyli trybu Read Committed — pozostali u ytkownicy serwera odczytaj ostatni zatwierdzon wersj danych. Gdyby rozpocz ta w ramach pierwszej sesji transakcja zostaáa zatwierdzona, to ponowne wykonanie tego samego zapytania zwróciáoby najnowsz , zatwierdzon wersj , ze zmienionymi tytuáami dwóch pierwszych pracowników. Model pesymistyczny W modelu pesymistycznym odczytuj cy s blokowani przez modyfikuj cych (serwer b dzie czekaá z zaáo eniem blokady S, a zdj ta zostanie blokada X), a mody- fikuj cy przez odczytuj cych (zaáo enie blokady X wymaga zdj cia blokady S). Poniewa koszt zarz dzania wieloma wersjami tych samych danych ro nie wraz ze wzro- stem wersjonowanych danych, w tym modelu zakáada si (pesymistycznie), e odczy- tywane dane b d w tym samym czasie regularnie modyfikowane. eby przywróciü pesymistyczny (domy lny) model wspóábie no ci bazy AdventureWorks, nale y wykonaü poni sze instrukcje: USE master; ALTER DATABASE AdventureWorks SET READ_COMMITTED_SNAPSHOT OFF WITH ROLLBACK IMMEDIATE; ------------------------------------------------------------ Nonqualified transactions are being rolled back. Estimated rollback completion: 100%.
- 23. Rozdziaä 9. i Transakcje i wspóäbie no è 213 Podsumowanie Serwery bazodanowe przeprowadzaj wszystkie zmiany danych w ramach jawnie lub niejawnie rozpocz tych transakcji. Transakcje powinny byü otwierane jak najpó niej i zamykane jak najwcze niej. Transakcje powinny zawieraü tylko powi zane ze sob instrukcje. Przerwane, czy to z powodu awarii klienta, czy te serwera, transakcje b d wycofane. Na czas trwania transakcji pewne obiekty bazy danych s automatycznie blokowane. Serwery bazodanowe automatycznie wykrywaj zakleszczenia i usuwaj je poprzez wycofanie jednej z zakleszczonych transakcji. Odizolowanie, jedn z czterech cech ACID transakcji, uzyskuje si za pomoc automatycznie zakáadanych i zwalnianych blokad. Mo na sterowaü sposobem zakáadania i czasem trwania blokad, zmieniaj c poziom izolowania transakcji. W modelu optymistycznym serwery bazodanowe wersjonuj dane, co poprawia wspóábie no ü kosztem wi kszego obci enia serwera. Zadania 1. Twoim zadaniem jest przygotowanie raportu podsumowuj cego roczn sprzeda . Wyliczaj c sumy i rednie warto ci sprzeda y produktów, kilkukrotnie musisz odczytaü tabel Production.Product. Jak zagwarantujesz poprawno ü wyników raportu? 2. Po przerwie na lunch u ytkownicy zgáaszaj , e próby dalszej pracy z baz danych ko cz si chwilowym „zawieszeniem” programu i wreszcie komunikatem bá du mówi cym, e serwer bazodanowy jest niedost pny. Po sprawdzeniu okazuje si , e serwer i sieü dziaáaj normalnie, a baza nie zostaáa uszkodzona. Co jest najbardziej prawdopodobn przyczyn problemu? 3. W ramach tworzonej procedury modyfikujesz du e ilo ci danych zapisanych w kilkunastu tabelach oraz wstawiasz jeden wiersz, informuj cy o wykonaniu wszystkich operacji, do tabeli znajduj cej si w bazie danych na zdalnym serwerze. Poá czenie pomi dzy serwerami jest mocno obci one i zdarza si , e czas nawi zywania sesji i przesyáania danych mi dzy serwerami wielokrotnie si wydáu a. Co zrobiü, eby w przypadku zgáoszenia przez procedur bá du braku poá czenia ze zdalnym serwerem nie trzeba byáo ponownie wykonywaü kosztownych modyfikacji danych?