Python数据持久化——数据库事务处理

# 1. 数据库事务处理概述

## 1.1 什么是数据库事务

在数据库中，事务是一系列操作的逻辑单元，被视为一个不可分割的工作单位。事务可以将一系列数据库操作（如插入、更新、删除）组合在一起，并将它们视为一个整体来进行处理。事务处理确保了数据库的完整性，即在任何时候，数据库的状态都是一致的。

## 1.2 事务的 ACID 属性

事务具备一组称为 ACID 属性的特性，分别是：

- **原子性（Atomicity）：** 事务中的所有操作要么全部成功执行，要么全部回滚。如果事务中的任何操作失败，所有修改将回滚到事务开始之前的状态，不会对数据库造成任何影响。
- **一致性（Consistency）：** 事务开始之前和结束之后，数据库必须保持的一致性状态。这意味着事务执行过程中的任何中间状态都必须满足数据库的所有约束条件。
- **隔离性（Isolation）：** 并发执行的事务之间应该相互隔离，互不干扰。每个事务在逻辑上都应该看起来是在独立执行的，即使是在并发执行的情况下。
- **持久性（Durability）：** 一旦事务提交成功，则该事务对数据库所做的更改将永久保存在数据库中，即使系统故障也不会丢失。

## 1.3 Python 数据库事务处理的重要性

Python 是一种功能强大的编程语言，提供了许多用于数据库操作的库和工具。在实际应用中，很多业务场景需要保证数据库操作的完整性和一致性。这就需要使用事务处理来确保在一系列操作中要么全部成功，要么全部回滚。通过使用 Python 进行数据库事务处理，我们可以保证重要的业务操作不会在部分失败时造成数据不一致的情况。

Python 提供了多种数据库访问库和框架，如 psycopg2、MySQLdb、sqlite3 等，它们为我们提供了便利的接口来执行事务处理操作。在接下来的章节中，我们将探讨如何使用 Python 进行数据库连接和事务处理，并介绍一些示例代码来帮助我们更好地理解和应用事务处理的概念。

# 2. Python 数据库连接和事务处理

在本章中，我们将探讨如何使用 Python 连接数据库，并对数据库进行事务处理。我们将详细介绍开启和提交事务、回滚事务以及异常处理的方法。

### 2.1 使用 Python 连接数据库

在 Python 中，我们可以使用不同的库来连接各种类型的数据库，如MySQL、PostgreSQL、SQLite等。以下是一个简单的示例，演示如何使用 `sqlite3` 库连接 SQLite 数据库：

import sqlite3

# 连接到数据库（如果不存在则会创建）
conn = sqlite3.connect('example.db')

# 创建一个游标对象
cursor = conn.cursor()

# 创建一个表
cursor.execute('''
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS stocks
    (date text, trans text, symbol text, qty real, price real)
''')

# 插入数据
cursor.execute("INSERT INTO stocks VALUES ('2021-01-05', 'BUY', 'RHAT', 100, 35.14)")

# 提交更改
conn.commit()

# 关闭连接
conn.close()

### 2.2 开启和提交事务

在 Python 中，我们可以使用 `commit` 方法来提交事务。下面是一个示例，展示了如何在 SQLite 数据库中开启并提交一个事务：

import sqlite3

# 连接到数据库
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()

try:
    # 开启事务
    cursor.execute('BEGIN TRANSACTION')

    # 执行一系列操作
    cursor.execute("DELETE FROM stocks WHERE symbol='RHAT'")

    # 提交事务
    conn.commit()
except Exception as e:
    # 发生异常时回滚事务
    conn.rollback()
    print(f"An error occurred: {e}")
finally:
    # 关闭连接
    conn.close()

### 2.3 回滚事务和异常处理

在事务处理过程中，异常处理非常重要。我们需要在发生异常时回滚事务，以确保数据的完整性。下面是一个示例，演示了如何在 Python 中回滚事务并处理异常：

import sqlite3

# 连接到数据库
conn = sqlite3.connect('example.db')
cursor = conn.cursor()

try:
    # 开启事务
    cursor.execute('BEGIN TRANSACTION')

    # 执行一系列操作
    cursor.execute("UPDATE stocks SET qty=100 WHERE symbol='RHAT'")

    # 模拟一个错误
    raise Exception("Something went wrong")

    # 提交事务
    conn.commit()
except Exception as e:
    # 回滚事务
    conn.rollback()
    print(f"An error occurred: {e}")
finally:
    # 关闭连接
    conn.close()

在上面的示例中，如果发生异常，事务将被回滚，更新操作也不会生效。这样可以确保数据的一致性和完整性。

通过以上示例，我们了解了如何在 Python 中进行数据库连接和事务