Lógica de repetição e resiliência da ligação com mssql-python

Falhas transitórias são erros temporários que podem ocorrer ao ligar-se ao SQL Server e ao SQL do Azure através do driver mssql-python. Estes erros resolvem-se frequentemente sozinhos:

• A conectividade de rede falha.
• Restrições de recursos do servidor.
• SQL do Azure throttling.
• Eventos de failover.

Implementar lógica de retentativas melhora a fiabilidade das aplicações, especialmente para bases de dados alojadas na cloud.

Não uses retentativas para esconder erros de configuração ou de programação. Uma base de dados em falta, credenciais erradas ou um pool de ligação esgotado precisam de uma correção, não de mais uma tentativa.

Identificar erros transitórios

O mssql-python não expõe o número de erro do motor SQL Server como um atributo nas exceções. Em vez disso, o driver mapeia códigos SQLSTATE para um conjunto fixo de subclasses de exceção PEP 249 (OperationalError, ProgrammingError, e assim sucessivamente) e para texto padronizado em inglês no driver_error atributo. Utilize essa combinação como base para a classificação de transitórios.

Sinais transitórios fiáveis

Os seguintes valores SQLSTATE são transmitidos como OperationalError e indicam uma condição que vale a pena ser retentada. A coluna da direita mostra o texto exato driver_error definido pelo condutor:

import mssql_python


TRANSIENT_DRIVER_ERRORS = frozenset({
    "Timeout expired",
    "Connection timeout expired",
    "Client unable to establish connection",
    "Communication link failure",
    "Connection failure during transaction",
    "Serialization failure",
    "Statement completion unknown",
})


def is_transient_error(error: BaseException) -> bool:
    """Return True if the exception represents a retryable transient failure.

    Classification is based on the driver's PEP 249 exception subclass and
    on the standardized `driver_error` text that mssql-python sets from
    the SQLSTATE returned by the server.
    """
    if isinstance(error, mssql_python.OperationalError):
        return getattr(error, "driver_error", "") in TRANSIENT_DRIVER_ERRORS
    return False

Limitação do SQL do Azure (por melhor esforço)

Erros de limitação do SQL do Azure (40197, 40501, 40613, 49918, 49919, 49920, e códigos relacionados) normalmente surgem com SQLSTATE 42000, que o mssql-python mapeia para ProgrammingError. O número de erro do motor não aparece como um atributo, por isso o único sinal é o texto da mensagem do servidor no ddbc_error atributo.

Se a tua carga de trabalho correr contra SQL do Azure e precisares de tentar novamente o throttling, procura ddbc_error o número conhecido. Este é o melhor esforço porque o formato do texto do lado do servidor não é um contrato estável:

import re

# Azure SQL throttling and reconfiguration error numbers.
AZURE_THROTTLING_ERRORS = frozenset({
    40197, 40501, 40540, 40613, 40680, 49918, 49919, 49920, 10928, 10929,
})

_ERROR_NUMBER_RE = re.compile(r"\b(?:Error|Msg)\s+(\d+)\b")


def is_azure_throttling(error: BaseException) -> bool:
    """Best-effort detection of Azure SQL throttling in ProgrammingError text."""
    if not isinstance(error, mssql_python.ProgrammingError):
        return False
    ddbc_text = getattr(error, "ddbc_error", "") or ""
    return any(int(m) in AZURE_THROTTLING_ERRORS for m in _ERROR_NUMBER_RE.findall(ddbc_text))


def is_retryable(error: BaseException) -> bool:
    return is_transient_error(error) or is_azure_throttling(error)

O que não repetir

Exemplos de erros que deveriam falhar rapidamente em vez de tentar novamente incluem credenciais inválidas (OperationalError com texto Invalid authorization specificationdo driver), base de dados em falta ou inacessível, erros de sintaxe (ProgrammingError), objetos em falta e esgotamento do pool de ligações. is_transient_error função acima exclui todos estes por definição.

Decorador básico de tentativas

Retentativa simples com atraso fixo

Um decorador que volta a tentar a função encapsulada um número fixo de vezes, com um atraso constante:

import time
import functools
import mssql_python

def retry_on_failure(max_retries: int = 3, delay: float = 1.0):
    """Decorator to retry database operations on transient failures."""
    def decorator(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            last_exception = None
            for attempt in range(max_retries + 1):
                try:
                    return func(*args, **kwargs)
                except mssql_python.Error as e:
                    last_exception = e
                    if not is_transient_error(e) or attempt == max_retries:
                        raise
                    print(f"Attempt {attempt + 1} failed: {e}. Retrying in {delay}s...")
                    time.sleep(delay)
            raise last_exception
        return wrapper
    return decorator

# Usage
@retry_on_failure(max_retries=3, delay=2.0)
def get_user(cursor, user_id: int):
    cursor.execute("SELECT * FROM Person.Person WHERE BusinessEntityID = %(id)s", {"id": user_id})
    return cursor.fetchone()

Retrocesso exponencial

Aumente exponencialmente o atraso entre tentativas com jitter opcional para espalhar as tentativas concorrentes:

import time
import random

def retry_with_backoff(max_retries: int = 5, 
                       base_delay: float = 1.0,
                       max_delay: float = 30.0,
                       jitter: bool = True):
    """Retry with exponential backoff and optional jitter."""
    def decorator(func):
        @functools.wraps(func)
        def wrapper(*args, **kwargs):
            last_exception = None
            for attempt in range(max_retries + 1):
                try:
                    return func(*args, **kwargs)
                except mssql_python.Error as e:
                    last_exception = e
                    if not is_transient_error(e) or attempt == max_retries:
                        raise
                    
                    # Calculate delay with exponential backoff
                    delay = min(base_delay * (2 ** attempt), max_delay)
                    if jitter:
                        delay = delay * (0.5 + random.random())
                    
                    print(f"Attempt {attempt + 1} failed. Retrying in {delay:.2f}s...")
                    time.sleep(delay)
            raise last_exception
        return wrapper
    return decorator

@retry_with_backoff(max_retries=5, base_delay=1.0, max_delay=30.0)
def execute_query(cursor, query: str, params: dict):
    cursor.execute(query, params)
    return cursor.fetchall()

Classe de nova tentativa de conexão

Gestor de ligação resiliente

Um invólucro de ligação que gere tanto a nova tentativa como a reconexão automática:

import mssql_python
import time
import logging

# This example uses is_transient_error from the "Identify transient errors"
# section earlier in this article. Include that helper in your module.

# Configure logging so the retry and reconnect messages are visible
logging.basicConfig(level=logging.INFO)

class ResilientConnection:
    """Connection wrapper with automatic retry and reconnection."""
    
    def __init__(self, connection_string: str, max_retries: int = 5,
                 base_delay: float = 1.0, max_delay: float = 60.0):
        self.connection_string = connection_string
        self.max_retries = max_retries
        self.base_delay = base_delay
        self.max_delay = max_delay
        self._conn = None
        self._logger = logging.getLogger(__name__)
    
    def _connect(self) -> mssql_python.Connection:
        """Establish connection with retry logic."""
        last_exception = None
        
        for attempt in range(self.max_retries + 1):
            try:
                self._logger.debug(f"Connection attempt {attempt + 1}")
                return mssql_python.connect(self.connection_string)
            except mssql_python.Error as e:
                last_exception = e
                if not is_transient_error(e) or attempt == self.max_retries:
                    self._logger.error(f"Connection failed: {e}")
                    raise
                
                delay = min(self.base_delay * (2 ** attempt), self.max_delay)
                self._logger.warning(f"Connection attempt {attempt + 1} failed. "
                                   f"Retrying in {delay:.1f}s...")
                time.sleep(delay)
        
        raise last_exception
    
    @property
    def connection(self) -> mssql_python.Connection:
        """Get or create connection."""
        if self._conn is None:
            self._conn = self._connect()
        return self._conn
    
    def execute(self, query: str, params: dict = None):
        """Execute query with automatic retry and reconnection."""
        return self._execute_with_retry(
            lambda c: self._do_execute(c, query, params)
        )
    
    def _do_execute(self, cursor, query: str, params: dict):
        cursor.execute(query, params or {})
        return cursor.fetchall()
    
    def _execute_with_retry(self, operation):
        """Execute an operation with retry logic."""
        last_exception = None
        
        for attempt in range(self.max_retries + 1):
            try:
                cursor = self.connection.cursor()
                return operation(cursor)
            except mssql_python.Error as e:
                last_exception = e
                
                if not is_transient_error(e):
                    raise
                
                if attempt == self.max_retries:
                    raise
                
                # Try to reconnect
                self._logger.warning(f"Operation failed. Reconnecting...")
                self._close()
                
                delay = min(self.base_delay * (2 ** attempt), self.max_delay)
                time.sleep(delay)
        
        raise last_exception
    
    def _close(self):
        """Close connection."""
        if self._conn:
            try:
                self._conn.close()
            except:
                pass
            self._conn = None
    
    def close(self):
        """Public close method."""
        self._close()
    
    def __enter__(self):
        return self
    
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        self.close()
        return False

# Usage
with ResilientConnection(connection_string) as db:
    users = db.execute("SELECT * FROM Person.Person WHERE EmailPromotion = %(promo)s", 
                       {"promo": 1})
    print(f"Retrieved {len(users)} rows")

Tratamento específico do SQL do Azure

Lidar com a limitação do Azure

Os erros de limitação do SQL do Azure exigem intervalos de espera mais longos e mais repetições do que os erros transitórios normais. Reutilizar is_azure_throttling de Identificar erros transitórios:

def execute_with_throttle_handling(cursor, query: str, params: dict,
                                   max_retries: int = 10,
                                   base_delay: float = 5.0):
    """Execute with extended retry for Azure SQL throttling."""
    for attempt in range(max_retries + 1):
        try:
            cursor.execute(query, params)
            return cursor.fetchall()
        except mssql_python.Error as e:
            if is_azure_throttling(e):
                if attempt < max_retries:
                    # Longer delays for throttling
                    delay = base_delay * (2 ** min(attempt, 4))  # Cap at 80s
                    print(f"Throttled. Waiting {delay}s before retry...")
                    time.sleep(delay)
                    continue
            raise

Lidar com comutação automática

Reconecte e tente novamente quando o failover do SQL do Azure ou do grupo de disponibilidade interrompe uma ligação:

def execute_with_failover_retry(connect, query: str, params: dict,
                                max_retries: int = 3,
                                recovery_delay: float = 10.0):
    """Reconnect and retry during Azure SQL failover scenarios."""
    failover_numbers = frozenset({40613, 40197, 40540})
    last_exception = None

    for attempt in range(max_retries + 1):
        conn = None
        try:
            conn = connect()
            cursor = conn.cursor()
            cursor.execute(query, params)
            return cursor.fetchall()
        except mssql_python.Error as e:
            last_exception = e

            # Failover surfaces either as a transient OperationalError or as
            # a ProgrammingError whose ddbc_error text contains the engine
            # error number. Treat both as recoverable.
            ddbc_text = getattr(e, "ddbc_error", "") or ""
            is_failover = is_transient_error(e) or any(
                int(m) in failover_numbers for m in _ERROR_NUMBER_RE.findall(ddbc_text)
            )

            if is_failover and attempt < max_retries:
                print(f"Failover detected. Reconnecting in {recovery_delay}s...")
                if conn is not None:
                    try:
                        conn.close()
                    except mssql_python.Error:
                        pass
                time.sleep(recovery_delay)
                continue
            raise

    raise last_exception


# Usage
connection_string = (
    "Server=tcp:<server>.database.windows.net,1433;"
    "Database=AdventureWorks2022;"
    "Authentication=ActiveDirectoryDefault;"
    "Encrypt=yes;TrustServerCertificate=no"
)

rows = execute_with_failover_retry(
    lambda: mssql_python.connect(connection_string),
    "SELECT TOP 10 ProductID, Name FROM Production.Product WHERE Color = %(color)s",
    {"color": "Silver"}
)

Tratamento de interbloqueios

Repetir em caso de interbloqueio

Os deadlocks (erro 1205) são transitórios. Tente novamente com um pequeno atraso aleatório para quebrar o ciclo de impasse. Tentar novamente resolve a falha imediata, mas bloqueios recorrentes indicam um problema de design que deves investigar do lado do servidor. Para orientações sobre como analisar e resolver a causa raiz, veja Erros de bloqueio.

def execute_with_deadlock_retry(cursor, query: str, params: dict,
                                max_retries: int = 3):
    """Automatically retry deadlocked transactions.

    Deadlocks (SQL Server error 1205) surface as OperationalError with
    driver_error == "Serialization failure" (SQLSTATE 40001).
    """
    for attempt in range(max_retries + 1):
        try:
            cursor.execute(query, params)
            return cursor.fetchall()
        except mssql_python.OperationalError as e:
            if getattr(e, "driver_error", "") == "Serialization failure":
                if attempt < max_retries:
                    delay = random.uniform(0.1, 0.5) * (attempt + 1)
                    print(f"Deadlock detected. Retry {attempt + 1} in {delay:.2f}s")
                    time.sleep(delay)
                    continue
            raise

# Usage in transaction
conn.autocommit = False
try:
    cursor = conn.cursor()
    rows = execute_with_deadlock_retry(
        cursor,
        "SELECT TOP 5 Name, ListPrice FROM Production.Product WHERE ListPrice > %(price)s",
        {"price": 100}
    )
    conn.commit()
except Exception:
    conn.rollback()
    raise

Repetição estruturada com configuração

Classe de política de nova tentativa

Encapsular a configuração de retentativas numa dataclass para reutilização em diferentes operações:

from dataclasses import dataclass, field
from typing import FrozenSet
import time
import random

# This example uses TRANSIENT_DRIVER_ERRORS from the "Identify transient errors"
# section earlier in this article. Include that allowlist in your module.

@dataclass
class RetryPolicy:
    """Configuration for retry behavior."""
    max_retries: int = 3
    base_delay: float = 1.0
    max_delay: float = 30.0
    exponential_base: float = 2.0
    jitter: bool = True
    transient_driver_errors: FrozenSet[str] = field(default_factory=lambda: TRANSIENT_DRIVER_ERRORS)

    def get_delay(self, attempt: int) -> float:
        """Calculate delay for given attempt number."""
        delay = min(
            self.base_delay * (self.exponential_base ** attempt),
            self.max_delay,
        )
        if self.jitter:
            delay *= (0.5 + random.random())
        return delay

    def should_retry(self, error: BaseException, attempt: int) -> bool:
        """Determine if operation should be retried."""
        if attempt >= self.max_retries:
            return False
        if isinstance(error, mssql_python.OperationalError):
            return getattr(error, "driver_error", "") in self.transient_driver_errors
        return False

def execute_with_policy(cursor, query: str, params: dict,
                        policy: RetryPolicy = None):
    """Execute query with configurable retry policy."""
    policy = policy or RetryPolicy()
    last_exception = None

    for attempt in range(policy.max_retries + 1):
        try:
            cursor.execute(query, params)
            return cursor.fetchall()
        except mssql_python.Error as e:
            last_exception = e
            if not policy.should_retry(e, attempt):
                raise

            delay = policy.get_delay(attempt)
            time.sleep(delay)

    raise last_exception

# Usage with custom policy
aggressive_retry = RetryPolicy(max_retries=10, base_delay=0.5, max_delay=60.0)
conservative_retry = RetryPolicy(max_retries=2, base_delay=5.0, max_delay=10.0)

results = execute_with_policy(cursor, query, params, aggressive_retry)

Padrão do disjuntor

Prevenir falhas em cascata rastreando erros consecutivos e bloqueando temporariamente chamadas quando um limiar é atingido:

import time
from enum import Enum
from threading import Lock

class CircuitState(Enum):
    CLOSED = "closed"      # Normal operation
    OPEN = "open"          # Failing, reject all calls
    HALF_OPEN = "half_open"  # Testing if service recovered

class CircuitBreaker:
    """Circuit breaker to prevent cascading failures."""
    
    def __init__(self, failure_threshold: int = 5,
                 recovery_timeout: float = 30.0):
        self.failure_threshold = failure_threshold
        self.recovery_timeout = recovery_timeout
        self.state = CircuitState.CLOSED
        self.failure_count = 0
        self.last_failure_time = None
        self._lock = Lock()
    
    def can_execute(self) -> bool:
        """Check if circuit allows execution."""
        with self._lock:
            if self.state == CircuitState.CLOSED:
                return True
            
            if self.state == CircuitState.OPEN:
                # Check if recovery timeout has passed
                if time.time() - self.last_failure_time > self.recovery_timeout:
                    self.state = CircuitState.HALF_OPEN
                    return True
                return False
            
            # HALF_OPEN: allow one test request
            return True
    
    def record_success(self):
        """Record successful operation."""
        with self._lock:
            self.failure_count = 0
            self.state = CircuitState.CLOSED
    
    def record_failure(self):
        """Record failed operation."""
        with self._lock:
            self.failure_count += 1
            self.last_failure_time = time.time()
            
            if self.failure_count >= self.failure_threshold:
                self.state = CircuitState.OPEN

# Usage
circuit = CircuitBreaker(failure_threshold=5, recovery_timeout=30.0)

def execute_with_circuit_breaker(cursor, query: str, params: dict):
    if not circuit.can_execute():
        raise Exception("Circuit breaker is open")
    
    try:
        cursor.execute(query, params)
        result = cursor.fetchall()
        circuit.record_success()
        return result
    except mssql_python.Error as e:
        if is_transient_error(e):
            circuit.record_failure()
        raise

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Não tente novamente os erros de configuração

Nem todos os erros são transitórios. Tentar novamente um erro de configuração ou código faz perder tempo e pode mascarar o verdadeiro problema. Repita apenas os erros que possam ser resolvidos por si mesmos. Como o mssql-python não expõe o número de erro do motor como um atributo, classifica por subclasse de exceção mais o driver_error texto.

Nunca volte a tentar estes (corrija o código ou a configuração em vez disso):

Tente sempre novamente estes casos (resolvem-se por si só):