複雑なトランザクションロジックをマスターする: PostgreSQL 関数とストアドプロシージャを使いこなす

PostgreSQL 関数とトランザクション

PostgreSQL 関数は、自身がトランザクションを開始したりコミットしたりすることはできません。常に、関数を実行する親クエリで確立されたトランザクション内で実行されます。

詳細説明

PostgreSQL では、トランザクションは BEGIN と COMMIT で囲まれた一連の SQL 文として定義されます。これらの文は、データベースに対する操作を原子単位として扱い、たとえ途中でエラーが発生しても、データの一貫性を保ちます。

一方、PostgreSQL 関数は、再利用可能なコードブロックを定義するために使用されます。関数内でデータベース操作を実行することはできますが、トランザクション境界を制御することはできません。

例

以下は、残高を 100 円引き出す銀行取引をシミュレートする例です。この例では、withdraw 関数はトランザクション内で実行されますが、関数自身がトランザクションを開始したりコミットしたりするわけではありません。

BEGIN;

UPDATE accounts
SET balance = balance - 100
WHERE account_id = 1;

-- 残高不足の場合、エラーが発生してロールバックされます
IF balance < 0 THEN
  RAISE EXCEPTION '残高不足';
END IF;

COMMIT;

関数でトランザクションを制御できない理由

PostgreSQL 関数がトランザクションを制御できない理由は以下の通りです。

• トランザクションの境界は、クエリ単位で管理されるためです。
• 関数は、複数のクエリにまたがって実行される可能性があるため、一貫性を保つために、トランザクション境界を関数内で制御することは困難です。
• 関数内でエラーが発生した場合、トランザクション全体をロールバックするかどうかを判断するのは困難です。

代替手段

関数でトランザクションのような処理が必要な場合は、以下の代替手段を検討できます。

• ストアドプロシージャを使用する: ストアドプロシージャは、複数の SQL 文をグループ化し、トランザクション境界を制御することができます。
• 明示的に BEGIN と COMMIT を使用する: 関数内で明示的に BEGIN と COMMIT を使用して、トランザクションを管理することができます。
• 自律型トランザクションを使用する: PostgreSQL 10 以降では、自律型トランザクションを使用することができます。自律型トランザクションは、個々のクエリを個別のトランザクションとして実行し、エラーが発生しても他のクエリに影響を与えないようにします。

PostgreSQL 関数は、トランザクションを制御することはできません。代わりに、ストアドプロシージャ、明示的な BEGIN と COMMIT の使用、自律型トランザクションなどの代替手段を検討する必要があります。

PostgreSQL 関数とトランザクション：サンプルコード

例 1: 残高照会関数

この関数は、銀行口座の残高を照会します。関数自体はトランザクションを開始またはコミットしませんが、SELECT ステートメントは親クエリで確立されたトランザクション内で実行されます。

CREATE FUNCTION get_balance(account_id INTEGER)
RETURNS INTEGER
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  -- 親クエリで確立されたトランザクション内で実行されます
  RETURN SELECT balance
          FROM accounts
          WHERE account_id = $1;
END $$;

例 2: 送金関数

この関数は、ある口座から別の口座へ送金します。この関数は、トランザクション境界を明示的に制御するために BEGIN と COMMIT を使用しています。

CREATE FUNCTION transfer_funds(from_account_id INTEGER, to_account_id INTEGER, amount INTEGER)
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  -- トランザクションを開始します
  BEGIN TRANSACTION;

  -- 送金元口座から引き出す
  UPDATE accounts
  SET balance = balance - amount
  WHERE account_id = from_account_id;

  -- 残高不足の場合、エラーが発生してロールバックされます
  IF balance < 0 THEN
    RAISE EXCEPTION '残高不足';
  END IF;

  -- 送金先口座へ入金
  UPDATE accounts
  SET balance = balance + amount
  WHERE account_id = to_account_id;

  -- トランザクションをコミットします
  COMMIT;
END $$;

例 3: ストアドプロシージャを使用した送金

このストアドプロシージャは、transfer_funds 関数を使用して、より複雑な送金ロジックを実装します。ストアドプロシージャは、トランザクション境界を自動的に管理するため、明示的な BEGIN と COMMIT は必要ありません。

CREATE OR REPLACE PROCEDURE transfer_funds_sp(from_account_id INTEGER, to_account_id INTEGER, amount INTEGER)
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  -- 送金処理を実行
  transfer_funds(from_account_id, to_account_id, amount);

  -- 送金履歴を記録
  INSERT INTO transfer_history (from_account_id, to_account_id, amount, transaction_time)
  VALUES ($1, $2, $3, CURRENT_TIMESTAMP);
END $$;

使用方法

これらの関数は、以下のように使用できます。

-- 残高照会
SELECT get_balance(1);

-- 送金 (明示的なトランザクション制御)
BEGIN;
  SELECT transfer_funds(1, 2, 100);
COMMIT;

-- 送金 (ストアドプロシージャ使用)
CALL transfer_funds_sp(1, 2, 100);

補足

• これらの例はあくまでも基本的なものであり、実際のアプリケーションではより複雑なロジックが必要となる場合があります。
• エラー処理やロック管理などの詳細については、PostgreSQL ドキュメントを参照してください。

PostgreSQL 関数でトランザクションをエミュレートする方法

明示的な BEGIN と COMMIT を使用する

最も単純な方法は、関数内で明示的に BEGIN と COMMIT を使用することです。これにより、関数内のすべての操作が単一のトランザクションとして実行されます。

CREATE FUNCTION transfer_funds(from_account_id INTEGER, to_account_id INTEGER, amount INTEGER)
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  -- トランザクションを開始
  BEGIN TRANSACTION;

  -- 送金元口座から引き出す
  UPDATE accounts
  SET balance = balance - amount
  WHERE account_id = from_account_id;

  -- 残高不足の場合、エラーが発生してロールバックされます
  IF balance < 0 THEN
    RAISE EXCEPTION '残高不足';
  END IF;

  -- 送金先口座へ入金
  UPDATE accounts
  SET balance = balance + amount
  WHERE account_id = to_account_id;

  -- トランザクションをコミット
  COMMIT;
END $$;

SAVEPOINT を使用する

より複雑なロジックの場合、SAVEPOINT を使用して、トランザクション内で複数のセーブポイントを作成することができます。これにより、エラーが発生した場合に、特定のポイントまでロールバックすることができます。

CREATE FUNCTION transfer_funds(from_account_id INTEGER, to_account_id INTEGER, amount INTEGER)
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  -- トランザクションを開始
  BEGIN TRANSACTION;

  -- 送金元口座から引き出す
  UPDATE accounts
  SET balance = balance - amount
  WHERE account_id = from_account_id;

  -- 保存ポイントを作成
  SAVEPOINT sp1;

  -- 送金先口座へ入金
  UPDATE accounts
  SET balance = balance + amount
  WHERE account_id = to_account_id;

  -- 送金元口座の残高を確認
  IF balance < 0 THEN
    -- 残高不足の場合はロールバック
    ROLLBACK TO SAVEPOINT sp1;
    RAISE EXCEPTION '残高不足';
  END IF;

  -- トランザクションをコミット
  COMMIT;
END $$;

ストアドプロシージャを使用する

複数の関数や複雑なロジックを含む場合は、ストアドプロシージャを使用することができます。ストアドプロシージャは、関数よりも柔軟性が高く、トランザクション境界を自動的に管理することができます。

CREATE OR REPLACE PROCEDURE transfer_funds_sp(from_account_id INTEGER, to_account_id INTEGER, amount INTEGER)
LANGUAGE plpgsql
AS $$
BEGIN
  -- 送金処理を実行
  transfer_funds(from_account_id, to_account_id, amount);

  -- 送金履歴を記録
  INSERT INTO transfer_history (from_account_id, to_account_id, amount, transaction_time)
  VALUES ($1, $2, $3, CURRENT_TIMESTAMP);
END $$;

注意事項

これらの方法は、真のトランザクションと同じ特性をすべて備えているわけではありません。特に、以下の点に注意する必要があります。

• 関数内で発生したエラーは、親クエリに伝播しません。
• 関数の実行中に他のトランザクションがブロックされることはありません。
• 並行実行におけるデータの整合性は保証されません。

PostgreSQL 関数は、自身がトランザクションを開始したりコミットしたりすることはできません。しかし、明示的な BEGIN と COMMIT 、SAVEPOINT 、ストアドプロシージャなどの代替手段を使用して、関数内でトランザクションのような動作をエミュレートすることは可能です。

これらの方法は、単純なタスクには適していますが、複雑なトランザクションロジックには適していない場合があります。そのような場合は、ストアドプロシージャの使用を検討するか、アプリケーションロジックをトランザクション境界の外に実装することを検討してください。