事务的概念
事务指逻辑上的一组操作,组成这组操作的各个单元,要不全部成功,要不全部不成功。
例如:A向B转账100元,对应于如下两条sql语句:
update from account set money=money+100 where name='b';
update from account set money=money-100 where name='a';
数据库默认事务是自动提交的,也就是发一条sql它就执行一条,如果想多条sql放在一个事务中执行,则需要使用如下语句:
start transaction
…
…
commit
数据库开启事务命令:
start transaction :开启事务
rollback:回滚事务
commit:提交事务
MySQL数据库中操作事务命令
编写测试SQL脚本,如下:
/* 创建数据库 */
create database day16;
use day16;
/* 创建账户表 */
create table account
(
id int primary key auto_increment,
name varchar(40),
money float
) character set utf8 collate utf8_general_ci;
/* 插入测试数据 */
insert into account(name,money) values('aaa',1000);
insert into account(name,money) values('bbb',1000);
insert into account(name,money) values('ccc',1000);
下面我们在MySQL数据库中模拟aaa向bbb转帐这个业务场景。
开启事务(start transaction)
使用”start transaction”开启MySQL数据库的事务,如下所示:
我们首先在数据库中模拟转账失败的场景,首先执行update语句让aaa用户的money减少100块钱,如下图所示:
现在假设程序抛出异常,也即该链接断了,代码块没有完成,此时数据库会自动回滚掉此sql语句造成的影响,也就是说这条sql语句没有执行。我们现在就来模拟这种情况,我们关闭当前操作的dos命令行窗口,这样就导致了刚才执行的update语句的数据库的事务没有被提交,那么我们对aaa用户的修改就不算是真正的修改了,下次在查询aaa用户的money时,依然还是之前的1000,如下图所示:
提交事务(commit)
下面我们在数据库模拟aaa向bbb转账成功的场景。
我们手动提交(commit)数据库事务之后,aaa向bbb转账100块钱的这个业务操作算是真正成功了,aaa账户中少了100,bbb账户中多了100。
回滚事务(rollback)
通过手动回滚事务,让所有的操作都失效,这样数据就会回到最初的初始状态!
JDBC中使用事务
当Jdbc程序向数据库获得一个Connection对象时,默认情况下这个Connection对象会自动向数据库提交在它上面发送的SQL语句。若想关闭这种默认提交方式,让多条SQL在一个事务中执行,可使用下列的JDBC控制事务语句:
Connection.setAutoCommit(false); //开启事务(start transaction)
Connection.rollback(); //回滚事务(rollback)
Connection.commit(); //提交事务(commit)
JDBC使用事务范例
在JDBC代码中演示银行转帐案例,使如下转帐操作在同一事务中执行:
update from account set money=money-100 where name=‘aaa’;
update from account set money=money+100 where name=‘bbb’;
模拟aaa向bbb转账成功时的业务场景
public class Demo1 {
/*
* a--->b转100元
*/
public static void main(String[] args) throws SQLException {
Connection conn = null;
PreparedStatement st = null;
ResultSet rs = null;
try {
conn = JdbcUtils.getConnection();
conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务
String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
st = conn.prepareStatement(sql1);
st.executeUpdate();
st = conn.prepareStatement(sql2);
st.executeUpdate();
conn.commit();
} finally {
JdbcUtils.release(conn, st, rs);
}
}
}
模拟aaa向bbb转账过程中出现异常导致有一部分SQL执行失败后让数据库自动回滚事务
public class Demo1 {
/*
* a--->b转100元
*/
public static void main(String[] args) throws SQLException {
Connection conn = null;
PreparedStatement st = null;
ResultSet rs = null;
try {
conn = JdbcUtils.getConnection();
conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务
String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
st = conn.prepareStatement(sql1);
st.executeUpdate();
int x = 1/0; // 程序运行到这个地方抛异常,后面的代码就不执行,数据库没有收到commit命令
st = conn.prepareStatement(sql2);
st.executeUpdate();
conn.commit();
} finally {
JdbcUtils.release(conn, st, rs);
}
}
}
模拟aaa向bbb转账过程中出现异常导致有一部分SQL执行失败时手动通知数据库回滚事务
public class Demo1 {
/*
* a--->b转100元
*/
public static void main(String[] args) throws SQLException {
Connection conn = null;
PreparedStatement st = null;
ResultSet rs = null;
try {
conn = JdbcUtils.getConnection();
conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务
String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
st = conn.prepareStatement(sql1);
st.executeUpdate();
int x = 1/0; // 程序运行到这个地方抛异常,后面的代码就不执行,数据库没有收到commit命令
st = conn.prepareStatement(sql2);
st.executeUpdate();
conn.commit();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
conn.rollback(); // 捕获到异常之后手动通知数据库执行回滚事务的操作
} finally {
JdbcUtils.release(conn, st, rs);
}
}
}
设置事务回滚点
在开发中,有时候可能需要手动设置事务的回滚点,在JDBC中使用如下的语句设置事务回滚点:
Savepoint sp = conn.setSavepoint();
Conn.rollback(sp);
Conn.commit(); // 回滚后必须通知数据库提交事务
设置事务回滚点范例:
public class Demo2 {
// 事务回滚点概念
public static void main(String[] args) throws SQLException {
Connection conn = null;
PreparedStatement st = null;
ResultSet rs = null;
Savepoint sp = null;
try {
conn = JdbcUtils.getConnection(); // MySQL默认的隔离级别——REPEATABLE-READ,并且是严格遵循数据库规范设计的,即支持4种隔离级别
// Oracle默认的隔离级别——Read committed,并且不支持这4种隔离级别,只支持这4种隔离级别中的2种,Read committed和Serializable
// conn.setTransactionIsolation(); // 相当于设置CMD窗口的隔离级别
conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务
// 不符合实际需求
String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
String sql3 = "update account set money=money+100 where name='ccc'";
st = conn.prepareStatement(sql1);
st.executeUpdate();
/*
* 只希望回滚掉这一条sql语句,上面那条sql语句让其执行成功
* 这时可设置事务回滚点
*/
sp = conn.setSavepoint();
st = conn.prepareStatement(sql2);
st.executeUpdate();
int x = 1/0; // 程序运行到这个地方抛异常,后面的代码就不执行,数据库没有收到commit命令
st = conn.prepareStatement(sql3);
st.executeUpdate();
conn.commit();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
conn.rollback(sp); // 回滚到sp点,sp点上面的sql语句发给数据库执行,由于数据库没收到commit命令,数据库又会自动将这条sql语句的影响回滚掉,所以回滚完,一定要记得commit命令。
conn.commit(); // 手动回滚后,一定要记得提交事务
} finally {
JdbcUtils.release(conn, st, rs);
}
}
}
事务的四大特性(ACID)
原子性(Atomicity)
原子性是指事务是一个不可分割的工作单位,事务中的操作要么全部成功,要么全部失败。比如在同一个事务中的SQL语句,要么全部执行成功,要么全部执行失败。
一致性(Consistency)
官网上事务一致性的概念是:事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另外一个一致性状态。还要一种说法是事务前后数据的完整性必须保持一致。以转账为例子,A向B转账,假设转账之前这两个用户的钱加起来总共是2000,那么A向B转账之后,不管这两个账户怎么转,A用户的钱和B用户的钱加起来的总额还是2000,这个就是事务的一致性。
隔离性(Isolation)
事务的隔离性是多个用户并发访问数据库时,数据库为每一个用户开启的事务,不能被其他事务的操作数据所干扰,多个并发事务之间要相互隔离。
持久性(Durability)
持久性是指一个事务一旦被提交,它对数据库中数据的改变就是永久性的,接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。
事务的隔离级别
事务的四大特性中最麻烦的是隔离性,下面重点介绍一下事务的隔离级别。
多个线程开启各自事务操作数据库中数据时,数据库系统要负责隔离操作,以保证各个线程在获取数据时的准确性。
事务不考虑隔离性可能会引发的问题
如果事务不考虑隔离性,可能会引发如下问题:
脏读
指一个事务读取了另外一个事务未提交的数据。
这是非常危险的,假设a向b转帐100元,对应sql语句如下所示:
1.update account set money=money+100 while name=‘b’;
2.update account set money=money-100 while name=‘a’;
当第1条sql执行完,第2条还没执行(a未提交时),如果此时b查询自己的帐户,就会发现自己多了100元钱。如果a等b走后再回滚,b就会损失100元。
不可重复读
在一个事务内读取表中的某一行数据,多次读取结果不同。(一个事务读取到了另外一个事务提交的数据)
例如银行想查询a帐户余额,第一次查询a帐户为200元,此时a向帐户内存了100元并提交了,银行接着又进行了一次查询,此时a帐户为300元了。银行两次查询不一致,可能就会很困惑,不知道哪次查询是准的。可将例子简化为:读表中某一行数据,例如a账户第一次读为1000,第二次读为1100。
不可重复读和脏读的区别是,脏读是读取前一事务未提交的脏数据,不可重复读是重新读取了前一事务已提交的数据。
很多人认为这种情况就对了,无须困惑,当然是以后面的结果为准了。我们可以考虑这样一种情况,比如银行程序需要将查询结果分别输出到电脑屏幕和写到文件中,结果在一个事务中针对输出的目的地,进行的两次查询不一致,导致文件和屏幕中的结果不一致,银行工作人员就不知道以哪个为准了。
虚读(幻读)
虚读(幻读)是指在一个事务内读取到了别的事务插入的数据,导致前后读取不一致。
如丙存款100元未提交,这时银行做报表统计account表中所有用户的总额为500元,然后丙提交了,这时银行再统计发现帐户为600元了,造成虚读同样会使银行不知所措,到底以哪个为准。可将例子简化为:读整个表,即表的行数,例如第一次读某个表有3条记录,第二次读该表又有4条记录。
数据库共定义了四种隔离级别,应用《高性能mysql》一书中有说明:
Serializable(串行化):可避免脏读、不可重复读、虚读情况的发生。
Repeatable read(可重复读):可避免脏读、不可重复读情况的发生。
Read committed(读已提交):可避免脏读情况发生。
Read uncommitted(读未提交):最低级别,以上情况均无法保证。
总结:在MySQL中,实现了这四种隔离级别,分别有可能产生问题如下所示:
下面说说修改事务隔离级别的方法:
全局修改,修改my.ini(或mysql.ini)配置文件,在最后加上
#可选参数有:READ-UNCOMMITTED, READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, SERIALIZABLE.
[mysqld]
transaction-isolation = REPEATABLE-READ
注意:MySQL默认的隔离级别为REPEATABLE-READ,并且是严格遵循数据库规范设计的,即支持4种隔离级别;Oracle默认的隔离级别为Read committed,并且不支持这4种隔离级别,只支持这4种隔离级别中的2种,Read committed和Serializable。
对当前session修改,在登录mysql客户端后,执行命令:
set session transaction isolation level read uncommitted; // 设置当前事务隔离级别
注意:session是不能掉的,不然你设置不会成功,MySQL的隔离级别还是默认的隔离级别——REPEATABLE-READ,如下所示:
查询当前事务隔离级:
select @@tx_isolation; // 查询当前事务隔离级别
下面,将利用MySQL的客户端程序,分别测试几种隔离级别。测试数据库为day16,表为account;表如下:
两个命令行客户端分别为a(黑色背景窗口),b(蓝色背景窗口);不断改变b的隔离级别,在a端修改数据。
将b的隔离级别设置为read uncommitted(未提交读)
在a未更新数据之前,b客户端
a更新数据,a向b转帐100元
此时b查询自己的帐户,就会发现自己多了100元钱,出现了脏读(这个事务读取到了别的事务未提交的数据)
如果a等b走后再回滚
此时b查询自己的帐户,发现又少掉了100元钱,两次读取的数据不一样,出现不可重复读现象
a提交完事务,再开启一个事务,向表account中新增一条记录
此时b再次查询account表,发现表account中多了一条记录,出现幻读现象
将客户端b的事务隔离级别设置为read committed(已提交读)
在a未更新数据之前,b客户端
a更新数据,a向b转帐100元
b查询自己的帐户,金额没有发生任何变化,说明已提交读隔离级别解决了脏读的问题
a此刻提交事务
b再次查询自己的帐户,发现自己又多了100元钱,这时就发生不可重复读(指这个事务读取到了别的事务提交的数据)
a再开启一个事务,向表account中新增一条记录
然后b再次查询account表,发现表account中多了一条记录,出现幻读现象
将b的隔离级别设置为repeatable read(可重复读)
在a未更新数据之前,b客户端
a更新数据,a向b转帐100元
b查询自己的帐户,金额没有发生任何变化,这说明repeatable read这种级别可避免脏读
a此刻提交事务
b再次查询自己的帐户,金额没有发生任何变化,这说明repeatable read这种级别还可以避免不可重复读
a再开启一个事务,向表account中新增一条记录
然后b再次查询account表,发现表中可能会多出一条ddd的记录(也有可能不会多出一条ddd的记录,我测试时就是这种情况),这就发生了虚读,也就是在这个事务内读取了别的事务插入的数据(幻影数据)
将b的隔离级别设置为可串行化 (Serializable)
为可串行化 (Serializable)均可避免脏读、不可重复读、幻读。避免脏读和不可重复读的情况我就不测试了,测试步骤同上,下面我重点讲解可串行化 (Serializable)避免幻读的情况。
事务b端
事务a端
因为此时事务b的隔离级别设置为serializable,开始事务后,并没有提交,所以事务a只能等待。
事务b提交事务,事务b端
事务a端
serializable完全锁定字段,若一个事务来查询同一份数据就必须等待,直到前一个事务完成并解除锁定为止,是完整的隔离级别,会锁定对应的数据表格,因而会有效率的问题。
结论:Serializable隔离级别,虽然可避免所有问题,但性能、效率是最低的,原因是它采取的是锁表的方式,即单线程的方式,即有一个事务来操作这个表了,另外一个事务只能等在外面进不来。
下面,将利用Java程序来测试Serializable隔离级别。
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) throws SQLException, InterruptedException {
Connection conn = null;
PreparedStatement st = null;
ResultSet rs = null;
Savepoint sp = null;
try {
conn = JdbcUtils.getConnection();
conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE); // 相当于设置CMD窗口的隔离级别
conn.setAutoCommit(false);
String sql = "select * from account";
conn.prepareStatement(sql).executeQuery();
// 故意让程序睡眠20秒,睡眠20秒之后事务才结束,程序运行完
Thread.sleep(1000*20);
conn.commit();
} finally {
JdbcUtils.release(conn, st, rs);
}
}
}
程序运行,同时在客户端开启一个事务,插入一条记录,需要等待一段时间才能插入进去。