[Day 07] A clean way to implement database transaction in Golang Part 1

15th鐵人賽 postgresql acid transaction golang

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What is a Database Transaction ?

為了滿足上述的2個目標Database Transaction需要滿足ACID Property:

當我們談論資料庫的ACID，我們是在描述一組保證資料庫交易正確和可靠的屬性。ACID代表原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）和持久性（Durability)，這四大特性確保了資料庫交易的可靠性和資料的安全性:

原子性（Atomicity)
- 把整個交易視為一個原子，是一個不可分割的邏輯單位
  所以要嘛整個交易成功，不然就是整個交易失敗，沒有存在成功一半，因此只要其中一個操作沒有完全，那就會rollback回到原本的狀態。
- 範例：想像你在ATM提款機提現。這包括兩步：扣除你的帳戶餘額，和出錢。原子性保證這兩步要麼一起完成，要麼一步都不完成。
Consistency
- 交易前後保持一致性，資料庫從一個有效狀態經過交易之後變成另一個有效狀態:
  - 寫入資料庫的所有數據必須是有效的
  - 交易進行後資料庫的完整性沒有被破壞
- 範例：如果銀行帳戶不允許餘額低於0，則交易不應該使餘額低於這個數值。
Isolation
- Transaction過程中不會被其他Transaction影響
  他實際的效果會根據設定的isolation level 而有不同效果，但基本是要確保每個Transaction在進行時是互不干擾的
- 範例：如果兩人同時從同一帳戶轉賬，每個人都看不到對方的交易，直到各自的交易完成。
Durability
- 所有的數據都是由成功的Transaction交易寫入的，即使系統故障也不會丟失。
- 範例：當你存錢後，即使銀行系統突然關機，你的存款資料也不會丟失。

BEGIN;

SQL queries;

...
COMMIT;

BEGIN;

SQL queries

...
ROLLBACK;

Database必需滿足ACID的屬性，其中Isolation是四個屬性之一，其在最高Level的情況下會確保所有的Transaction不會相互影響。

同時運行其他Transaction 下有幾種方法可以產生干擾，而這干擾就稱為Read Phenomena:

如果一個 transaction 還沒有 commit，但是你卻讀得到已經更新的結果，這個情形叫做 Dirty Read

如果你在同一個 transaction 裡面連續使用相同的 Query 讀取了多次資料，但是相同的 Query 卻回傳了不同的結果，這個現象稱為 Non-repeatable reads

當在同一個 transaction 連續兩次讀取時，讀取出來的筆數跟上次不同，這個情況稱為 Phantom reads

在成功提交一群交易後，結果與以所有可能的順序依序執行交易的結果都不一致

ANSI其定義SQL不同的 Isolation 等級來標明哪個等級的 Isolation 可以解決上述問題:

Read Uncommitted: 代表 transaction 可以讀到別的 transaction 尚未 commit 的資料，在這個等級中三個問題都沒有解決。
Read Committed: 代表 transaction 只能讀到別的 transaction 已經 commit 的資料，沒有 commit 的話就不會讀到，在這個等級解決了 Dirty Read 的問題。
Repeatable Read: 代表每次 transaction 要讀取特定欄位的資料時，只要 query 條件相同，讀取到的資料就會相同。在這個等級解決了 Non-repeatable reads 的問題。
Serializable: 代表在多個 transaction 同時執行時，只要 transaction 的順序相同時，得到的結果一定相同。比如說 Transaction A 先執行了接下來再執行 Transaction B，在同樣的條件下，每次執行都會得到一樣的結果。在這個等級下連同 Phantom reads 也會一併被解決。