Transaksi Adalah Satu Unit Kerja

Perubahan data jarang datang sendirian: transfer harus mendebit satu akun dan mengkredit akun lain, dan pesanan harus memesan stok serta mencatat pembayaran. Jika sistem berhenti di tengah jalan, basis data akan menggambarkan dunia yang tidak pernah ada. Sebuah transaksi adalah jawaban basis data atas masalah itu — rangkaian satu atau lebih operasi yang diperlakukan oleh basis data sebagai satu unit kerja tunggal yang tak terpisahkan.

Semuanya, atau tidak sama sekali

Di dalam transaksi, setiap operasi menjadi bagian dari satu hasil akhir. Basis data tidak pernah menampilkan keadaan akhir di mana hanya sebagian transaksi yang terjadi. Ilustrasi klasiknya adalah transfer antara dua rekening bank: kurangi saldo rekening sumber, lalu tambah saldo rekening tujuan. Jika hanya langkah pertama yang berhasil, uang akan hilang; jika hanya langkah kedua, uang akan muncul entah dari mana. Membungkus kedua langkah dalam satu transaksi menghilangkan kedua kemungkinan tersebut.

Jaminan semua-atau-tidak-sama-sekali ini disebut atomisitas. Commit adalah tindakan yang membuat perubahan transaksi menjadi permanen; transaksi yang tidak pernah di-commit tidak meninggalkan jejak sama sekali. Durabilitas menambahkan bagian terakhir: setelah commit berhasil dikembalikan, perubahan tetap bertahan bahkan jika mesin kehilangan daya sesaat setelahnya.

Transaksi adalah sebuah batas

Akan membantu jika membayangkan transaksi sebagai batas yang ditarik di sekitar sekelompok pernyataan. Sebelum dan sesudah batas tersebut, data mematuhi aturan yang ditetapkan oleh struktur. Di dalam batas itu, keadaan antara memang ada — satu rekening sudah didebit sementara rekening lainnya belum dikredit — tetapi keadaan tersebut bersifat privat bagi transaksi tersebut. Pernyataan berikutnya di sesi lain tidak menganggapnya sebagai kebenaran.

Dua tugas sekaligus

Oleh karena itu, transaksi menjalankan dua tugas. Yang pertama adalah penanganan kegagalan: jika proses crash, koneksi terputus, atau pernyataan memunculkan galat, basis data dapat memulihkan keadaan yang ada sebelum transaksi dimulai. Yang kedua adalah kontrol visibilitas: selama pekerjaan berlangsung, pembaca lain terlindung dari hasil yang belum selesai. Kedua tugas ini saling berkaitan tetapi tidak identik — atomisitas menentukan apakah perubahan disimpan, sedangkan visibilitas diatur oleh isolasi, yaitu pengaturan yang mengontrol seberapa besar transaksi yang berjalan bersamaan dapat saling melihat satu sama lain.

Jaga unit tetap pada satu koneksi

Status transaksi dimiliki oleh sebuah koneksi atau sesi, sehingga pernyataan yang membuka transaksi dan commit yang mengakhirinya harus dijalankan pada koneksi yang sama. Banyak driver juga berjalan dalam mode autocommit , di mana setiap pernyataan tunggal merupakan transaksinya sendiri — unit multi-pernyataan memerlukan autocommit dimatikan atau dimulai secara eksplisit.

Transaksi Adalah Satu Unit Kerja

Membungkus kedua langkah dalam satu transaksi menghilangkan kedua kemungkinan tersebut. Konsep Inti: transaksi — rangkaian satu atau lebih operasi yang dijalankan sebagai satu unit kerja tunggal yang tak terpisahkan.

PERTANYAAN 1

Pernyataan mana yang paling tepat menggambarkan transaksi basis data?

Rangkaian satu atau lebih operasi yang diperlakukan sebagai satu unit kerja tunggal yang tak terpisahkan.

Berkas log yang mencatat setiap pernyataan yang pernah dijalankan basis data.

Salinan cadangan basis data yang dibuat sebelum perubahan apa pun dilakukan.

Satu pernyataan SQL yang mengubah satu baris.

PERTANYAAN 2

Sebuah transfer mendebit rekening sumber, lalu server kehilangan daya sebelum operasi kredit dijalankan. Transaksi tersebut tidak pernah di-commit. Apa yang dijamin basis data saat dinyalakan kembali?

Hanya debit yang disimpan, karena dijalankan lebih dulu.

Debit disimpan dan kredit diterapkan ulang secara otomatis.

Kedua perubahan disimpan tetapi ditandai belum selesai.

Tidak ada perubahan yang bertahan; transaksi yang belum selesai dibatalkan selama pemulihan.

PERTANYAAN 3

Apa perbedaan antara COMMIT dan ROLLBACK?

Keduanya sinonim; keduanya membuat perubahan menjadi permanen.

COMMIT mengakhiri pernyataan saat ini; ROLLBACK mengakhiri seluruh sesi.

COMMIT membuat perubahan transaksi menjadi permanen; ROLLBACK membuang perubahan tersebut dan membiarkan data seperti sebelum transaksi dimulai.

COMMIT menyimpan salinan data; ROLLBACK memulihkan salinan tersebut.

PERTANYAAN 4

Seorang pengembang berkata: "Karena transfer saya berjalan di dalam satu transaksi, tidak ada sesi lain yang mungkin dapat melihat debit sebelum kredit." Apakah ini benar?

Tidak, karena sesi lain selalu dapat melihat data yang belum di-commit di semua basis data.

Tidak; atomisitas menentukan apakah perubahan disimpan, sedangkan visibilitas diatur oleh isolasi, sehingga sesi lain masih dapat membaca nilai yang belum di-commit bergantung pada tingkat isolasinya.

Ya; atomisitas menyembunyikan setiap keadaan antara dari semua sesi lain.

Ya, tetapi hanya jika transaksi dijaga sangat singkat.

PERTANYAAN 5

Sebuah commit berhasil dikembalikan, dan mesin kehilangan daya sesaat setelahnya. Apa yang dijamin basis data setelah pemulihan?

Perubahan yang sudah di-commit masih ada, karena durabilitas menjamin bahwa perubahan yang sudah di-commit tetap bertahan melewati crash dan restart.

Hanya pernyataan terakhir dari transaksi yang bertahan.

Transaksi di-rollback secara otomatis setelah restart.

Perubahan hilang karena kegagalan daya terjadi sebelum checkpoint berikutnya.

Studi Kasus: Transfer yang Terputus

Baca skenario di bawah ini dan jawab kedua pertanyaan tersebut.

Sebuah aplikasi memindahkan 100 dari rekening 1 ke rekening 2. Aplikasi menjalankan START TRANSACTION, lalu UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1. Sebelum UPDATE kedua dapat dijalankan, koneksi jaringan ke basis data terputus dan proses aplikasi crash. Tabel accounts memiliki check constraint yang menjaga saldo tidak bernilai negatif. Saat aplikasi dinyalakan kembali, aplikasi membuka koneksi baru dan tidak menemukan jejak bahwa transfer telah selesai, serta saldo pada kedua rekening masih terlihat persis seperti sebelum percobaan itu.

Dari sudut pandang basis data, apa yang terjadi pada debit tersebut, dan jaminan mana yang menjelaskannya?

Jawaban:
Debit tersebut tidak pernah menjadi hasil akhir karena transaksi tidak pernah di-commit. Transaksi adalah satu unit kerja, dan atomisitas berarti seluruh unit diterapkan atau tidak sama sekali. Ketika koneksi berakhir, basis data melakukan rollback atas transaksi tersebut — atau melakukan pembatalan yang sama selama pemulihan crash — sehingga memulihkan keadaan yang ada sebelum transaksi dimulai. Dengan demikian, tidak ada keadaan di mana 100 telah keluar dari rekening 1 tanpa sampai ke rekening 2, sehingga tidak ada uang yang hilang.

Aplikasi kemudian direfaktor untuk menggunakan connection pool. Mengapa UPDATE pertama dan commit harus dijalankan pada koneksi atau sesi yang sama, dan apa peran autocommit?

Jawaban:
Status transaksi dimiliki oleh sebuah koneksi atau sesi, sehingga pernyataan yang membuka transaksi dan commit yang mengakhirinya harus dijalankan pada koneksi yang sama. Jika lapisan pooling mengarahkan pernyataan-pernyataan berikutnya ke koneksi yang berbeda, commit akan berlaku pada unit kerja yang berbeda dan transaksi asli dibiarkan terbuka atau di-rollback saat koneksi terputus, yang merusak batas yang dimaksudkan aplikasi. Autocommit berperan penting karena sebagian besar driver berjalan dalam mode autocommit secara default, di mana setiap pernyataan merupakan transaksinya sendiri; dalam mode itu, debit akan menjadi permanen begitu dijalankan, dan tidak akan ada unit semua-atau-tidak-sama-sekali sama sekali. Oleh karena itu, unit multi-pernyataan memerlukan autocommit dimatikan atau transaksi dimulai secara eksplisit.