Django数据库--事务及事务回滚

py3study

发布于 2020-01-19 15:55:55

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发布于 2020-01-19 15:55:55

数据库的读写操作中，事务在保证数据的安全性和一致性方面起着关键的作用，而回滚正是这里面的核心操作。Django的ORM在事务方面也提供了不少的API。有事务出错的整体回滚操作，也有基于保存点的部分回滚。本文将讨论Django中的这两种机制的运行原理。

Django利用django.db.transaction模块中的API对数据库进行事务的管理

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

主要函数：

1. get_autocommit(using=None)

判断事务是否自动提交

2. set_autocommit(autocommit, using=None)

设置自动提交事务

这些函数使接受一个 using 参数表示所要操作的数据库。如果未提供，则 Django 使用 "default" 数据库。

3. on_commit(do something)

事务提交后马上执行任务，例如celery任务

例如：

with transation.atomic:

#do something and commit the transaction

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

怎么使用？在哪里使用？

事务是一系列的数据库操作，在数据的安全性和减少网络请求方面都有很大的优势。关于数据库事务的文章有很多，我这里就不展开讨论了。

那么ORM中有哪些相关的API呢？

trasation模块中最重要的是一个Atomic类，Atomic是一个上下文管理器。可以使用@transaction.atomic 或者with transaction.atomic 的方式来调用。

为了设置保存点，即断点进行事务的执行和回滚，可以嵌套使用with transaction.atomic，例如官网的例子（伪代码）：

with transaction.atomic():       # Outer atomic, start a new transaction
    transaction.on_commit(foo)      #事务提交后马上执行foo函数

    try:
        with transaction.atomic():      # Inner atomic block, create a savepoint
            transaction.on_commit(bar)      #事务提交后马上执行foo函数
            raise SomeError()      # Raising an exception - abort the savepoint
    except SomeError:
          pass

第一个with transaction.atomic()创建事务，第二个with transaction.atomic()创建保存点。

虽然错误raiseSomeError是从‘内部’的保存点发出来的，但只会影响到‘外部’的保存点，即只会回滚前面的数据库操作。

下面还会讨论另一种创建保存点的方法。

在使用transaction.atomic前需要注意的问题：

1. 数据库的自动提交默认为开启，如果要将它关闭，必须很小心。一旦使用了transaction，即关闭了自动提交。

2. 如果数据库之前的使用的是自动提交，那么在切换为非自动提交之前，必须确保当前没有活动的事务，通常可以手动执行commit() 或者 rollback() 函数来把未提交的事务提交或者回滚。

一、整体回滚

所有的数据库更新操作都会在一个事务中执行，如果事务中任何一个环节出现错误，都会回滚整个事务。

案例（伪代码1）：

from django.db import transaction

# open a transaction
@transaction.atomic                #装饰器格式
def func_views(request):
         do_something()    
         a = A()              #实例化数据库模型
         try:
            a.save()
         except DatabaseError:
            pass

此方案整个view都会在事务之中，所有对数据库的操作都是原子性的。

案例（伪代码2）：

from django.db import transaction

 
def func_views(request):
    try:
        with transaction.atomic():      #上下文格式，可以在python代码的任何位置使用
            a = A()
            a.save()
            #raise DatabaseError     #测试用，检测是否能捕捉错误
    except DatabaseError:     # 自动回滚，不需要任何操作
            pass

此方案比较灵活，事务可以在代码中的任意地方开启，对于事务开启前的数据库操作是必定会执行的，事务开启后的数据库操作一旦出现错误就会回滚。

需要注意的是：

1. python代码中对Models的修改和对数据库的修改的区别，数据库层面的修改不会影响Models实例变量。

如果在代码中修改一个变量，例如：

try:
        with transaction.atomic():     
            a = A()
            a.attribute = True   #A表的某一个属性（即数据库的某一列）
            a.save()
            raise  DatabaseError    
except DatabaseError:   
           pass

print(a.attribute)

#输出结果：True

即使数据库回滚了，但是a实例的变量a.attribute还是会保存在Models实例中，如果需要修改，就需要在except DatabaseError后面进行。

2. transaction不需要在代码中手动commit和rollback的。因为只有当一个transaction正常退出的时候，才会对数据库层面进行操作。除非我们手动调用transaction.commit和transaction.rollback

实际案例（此实例用伪代码2的格式）：

models.py

数据表

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='renyingying@qqq.com')
    # author.save()

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

    try:
        with transaction.atomic():
            author.save()
            raise DatabaseError    #报出错误，检测事务是否能捕捉错误
    except DatabaseError:     # 自动回滚，不需要任何操作
            pass

事务外的数据库操作正常执行，而事务内的数据库操作则会回滚。

author表

count表

将raise DatabaseError这一行代码注释掉，author才会有数据

二、保存点Savepoint（断点回滚）

保存点是事务中的标记，从原理实现上来说是一个类似存储结构的类。可以回滚部分事务，而不是完整事务，同时会保存部分事务。python后端程序可以使用保存点。

一旦打开事务atomic()，就会构建一系列等待提交或回滚的数据库操作。通常，如果发出回滚命令，则会回滚整个事务。保存点则提供了执行细粒度回滚的功能，而不是将执行的完全回滚transaction.rollback()。

工作原理：savepoint通过对返回sid后面的将要执行的数据库操作进行计数，并保存在内置的列表中，当对数据库数据库进行操作时遇到错误而中断，根据sid寻找之前的保存点并回滚数据，并将这个操作从列表中删除。

相关API:

1. savepoint（using = None）

创建一个新的保存点。这表示处于正常状态的事务的一个点。返回保存点ID（sid）。在一个事务中可以创建多个保存点。

2. savepoint_commit（sid，using = None）

发布保存点sid，从创建保存点开始执行的数据库操作将成为可能回滚事务的一部分

3. savepoint_rollback（sid，using = None）

将事务回滚到保存点sid

4. clean_savepoints（using = None）

重置用于生成唯一保存点ID的计数器

值得注意的是：

这些函数中的每一个都接受一个using参数，该参数是数据库的名称。如果using未提供参数，则使用"default"默认数据库。

案例：

models.py上文的案例一样

views.py

from django.db import transaction


# open a transaction
@transaction.atomic
def add_author_views(request):
    # 自动提交方式
    # Author.objects.create(name=u'wangbaoqiang',age=33,email='wangbaoqiang@qqq.com')

    author_name = u'linghuchong'
    author = Author(name=author_name,age=26,email='linghuchong@qqq.com')
    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操作回滚后，事务只剩下一个操作 

   transaction.clean_savepoints()  #清除保存点

注意：希望当遇到错误得到回滚的事务一定要放在try里面（如果放在try外面，虽然不会报错，但是是不会执行的）。如上面的例子，如果在给Count表执行插入数据发生错误，就会‘断点’回滚到Count表插入数据前，Author表插入的数据不变。

结果显示：

Author表