數(shù)據(jù)庫事務(wù)與spring

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全面的介紹了數(shù)據(jù)庫事務(wù)的概念,并發(fā)引起的問題,隔離級別和傳播行為,樂觀鎖和悲觀鎖

事務(wù)的ACID特性

1.原子性(Atomicity)

表示組成事務(wù)的多個數(shù)據(jù)庫操作是一個不可分割的工作單元，只有所有的操作都執(zhí)行成功，整個事務(wù)才提交，事務(wù)中任何一個數(shù)據(jù)庫操作(SQL語句)失敗，已經(jīng)成功執(zhí)行的任何操作都必需撤銷，讓數(shù)據(jù)庫返回到事務(wù)執(zhí)行前的狀態(tài)。

2.一致性(Consistency)

數(shù)據(jù)庫事務(wù)不能破壞關(guān)系數(shù)據(jù)的完整性以及業(yè)務(wù)規(guī)律上的一致性。事務(wù)操作成功后，數(shù)據(jù)庫所處的狀態(tài)和它的業(yè)務(wù)規(guī)則是一致的，即數(shù)據(jù)一致性不會被破壞。例如從A賬戶轉(zhuǎn)賬100元到B賬戶，不管操作成功與否,A和B的存款總額是不變的。

也就是說數(shù)據(jù)庫要一直處于一致的狀態(tài)，事務(wù)開始前是一個一致狀態(tài)，事務(wù)終止后是另一個一致狀態(tài)，事務(wù)將數(shù)據(jù)庫從一個一致狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個一致狀態(tài)

3.獨(dú)立性(Isolation)

所謂的獨(dú)立性就是指并發(fā)的事務(wù)之間不會相互影響，假使一個事務(wù)要訪問的數(shù)據(jù)正在被另外一個事務(wù)修改，只要另外一個事務(wù)還未提交，它所訪問的數(shù)據(jù)就不受未提交事務(wù)的影響。換句話說，一個事務(wù)

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的影響在該事務(wù)提交前對其它事務(wù)是不可見的。一個事務(wù)都感覺不到系統(tǒng)中有其他事務(wù)在并發(fā)執(zhí)行。

4.持久性(Durability)

一旦事務(wù)提交成功后，事務(wù)中所有的數(shù)據(jù)操作都必需被持久化到數(shù)據(jù)庫中。即使提交事務(wù)后，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)崩潰，也必需保證能夠通過某種機(jī)制恢復(fù)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)。

事務(wù)并發(fā)引起的問題

下面例子來自孫衛(wèi)琴的《精通Hibernate》：

在并發(fā)的環(huán)境之中，一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)會同時為各種各樣的客戶端提供服務(wù)，對于同時運(yùn)行的多個事務(wù)，當(dāng)這些事務(wù)訪問數(shù)據(jù)庫中一致的數(shù)據(jù)時假使沒有采取必要的隔離機(jī)制，就會出現(xiàn)各種并發(fā)問題，可以把這些問題歸納為一下五種：

假設(shè)現(xiàn)在一所銀行有一個取款事務(wù)和一個支票轉(zhuǎn)賬事務(wù)操作同一個銀行賬戶的情形，首先我們假設(shè)兩個事務(wù)順序執(zhí)行，而不是并發(fā)執(zhí)行，那么整個的步驟如下：

銀行客戶在銀行前臺請求取款100元，出納員先查詢賬戶信息，得知存款余額為1000元。

出納員判斷存款余額大于取款額，支付給客戶100元，并將賬戶上的存款余額改為900元。

出納員處理一張轉(zhuǎn)賬支票，該支票向此賬戶匯入100元，出納員

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先查詢賬戶信息，得知存款余額為900元。出納員將存款余額改為1000元。

可以很明白的看到，假使順序的執(zhí)行這兩個事務(wù)，不會出現(xiàn)任何問題，可是現(xiàn)實(shí)之中并非如此簡單，假使兩個事務(wù)分別由兩個出納員同時執(zhí)行那麼可能就會出現(xiàn)并發(fā)的問題，下面我們分別來介紹：

1.第一類丟失更新

這樣的話，用戶損失了100元，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了不一致。A事務(wù)撤銷的時候，把已經(jīng)提交的B事務(wù)所做的數(shù)據(jù)更新覆蓋了。

2.其次類丟失更新

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這樣的話，銀行就損失了100元。

B事務(wù)提交的時候，覆蓋了A事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致A事務(wù)所做的操作丟失。

3.臟讀

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事務(wù)B讀取了事務(wù)A已經(jīng)修改但是還沒有提交的數(shù)據(jù)，并且基于了臟數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。假使A事務(wù)回滾，那么B事務(wù)讀取的數(shù)據(jù)其實(shí)是不合法的。

4.不可重復(fù)讀

查詢卻返回了不同數(shù)據(jù)。這是由于查詢時系統(tǒng)中其他事務(wù)修改的提交而引起的。譬如事務(wù)T1讀取某一數(shù)據(jù)，事務(wù)T2讀取并修改了該數(shù)據(jù)，T1為了對讀取值進(jìn)行檢驗(yàn)而再次讀取該數(shù)據(jù)，便得到了不同的結(jié)果。

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一種更易理解的說法是：在一個事務(wù)內(nèi)，屢屢讀同一個數(shù)據(jù)。在這個事務(wù)還沒有終止時，另一個事務(wù)也訪問該同一數(shù)據(jù)。那么，在第一個事務(wù)的兩次讀數(shù)據(jù)之間。由于其次個事務(wù)的修改，那么第一個事務(wù)讀到的數(shù)據(jù)可能不一樣，這樣就發(fā)生了在一個事務(wù)內(nèi)兩次讀到的數(shù)據(jù)是不一樣的，因此稱為不可重復(fù)讀，即原始讀取不可重復(fù)。

5.幻讀/虛讀

不一致，這個時候事務(wù)B出現(xiàn)了幻象讀?；孟笞x一般發(fā)生在統(tǒng)計(jì)事務(wù)中，假使另一個事務(wù)新增/刪除的數(shù)據(jù)行，剛好滿足當(dāng)前統(tǒng)計(jì)事務(wù)的查詢條件，就會導(dǎo)致屢屢統(tǒng)計(jì)結(jié)果不一致的狀況。

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事務(wù)隔離級別

盡管數(shù)據(jù)庫為用戶提供了鎖的DML操作方式，但直接使用鎖管理是十分麻煩的，因此數(shù)據(jù)庫為用戶提供了自動鎖機(jī)制。只要用戶指定會話的事務(wù)隔離級別，數(shù)據(jù)庫就會分析事務(wù)中的SQL語句，然后自動為事務(wù)操作的數(shù)據(jù)資源添加上適合的鎖。此外數(shù)據(jù)庫還會維護(hù)這些鎖，當(dāng)一個資源上的鎖數(shù)目太多時，自動進(jìn)行鎖升級以提高系統(tǒng)的運(yùn)行性能，而這一過程對用戶來說完全是透明的。

ANSI/ISOSQL92標(biāo)準(zhǔn)定義了4個等級的事務(wù)隔離級別，在一致數(shù)據(jù)環(huán)境下，使用一致的輸入，執(zhí)行一致的工作，根據(jù)不同的隔離級別，可以導(dǎo)致不同的結(jié)果。不同事務(wù)隔離級別能夠解決的數(shù)據(jù)并發(fā)問題的能力是不同的。JDBC規(guī)范中，Java.sql.Connection接口定義了5個與事務(wù)隔離級別相關(guān)的常量。不同數(shù)據(jù)庫支持的事務(wù)隔離級別可能不一致，標(biāo)準(zhǔn)的SQL規(guī)范定義了4種隔離級別。

TRANSACTION_NONE

不支持事務(wù)，會產(chǎn)生事務(wù)并發(fā)的所有問題。實(shí)際應(yīng)用中，幾乎是不會使用這種數(shù)據(jù)庫的。這個級別只是Connection中定義的常量，沒有對應(yīng)SQL標(biāo)準(zhǔn)。

TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED

公司發(fā)工資了，領(lǐng)導(dǎo)把5000元打到singo的賬號上，但是該事務(wù)并未提交，而singo正好去查看賬戶，發(fā)現(xiàn)工資已經(jīng)到賬，是5000

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元整，十分高興?？墒遣恍业氖?，領(lǐng)導(dǎo)發(fā)現(xiàn)發(fā)給singo的工資金額不對，是2000元，于是迅速回滾了事務(wù)，修改金額后，將事務(wù)提交，最終singo實(shí)際的工資只有2000元，singo空歡喜一場。

出現(xiàn)上述狀況，即我們所說的臟讀。兩個并發(fā)的事務(wù)，“事務(wù)A：領(lǐng)導(dǎo)給singo發(fā)工資〞、“事務(wù)B：singo查詢工資賬戶〞，事務(wù)B讀取了事務(wù)A尚未提交的數(shù)據(jù)。當(dāng)事務(wù)隔離級別設(shè)置為Readuncommitted時，就可能出現(xiàn)臟讀。

TRANSACTION_READ_COMMITTED

singo拿著工資卡去消費(fèi)，系統(tǒng)讀取到卡里有2000元，而此時她的老婆也正好在網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬，把singo工資卡的2000元轉(zhuǎn)到另一賬戶，并在singo之前提交了事務(wù)。當(dāng)singo扣款時，系統(tǒng)檢查到singo的工資卡已經(jīng)沒有錢，扣款失敗，singo十分納悶，明明卡里有錢，為何？出現(xiàn)上述狀況，即我們所說的不可重復(fù)讀，兩個并發(fā)的事務(wù)，“事務(wù)A：singo消費(fèi)〞、“事務(wù)B：singo的老婆網(wǎng)上轉(zhuǎn)賬〞。事務(wù)A事先讀取了數(shù)據(jù)，事務(wù)B緊接了更新了數(shù)據(jù)，并提交了事務(wù)，而事務(wù)A再次讀取該數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)生了改變。

當(dāng)隔離級別設(shè)置為Readcommitted時，可以避免臟讀，而且具有較好的并發(fā)性能。大多數(shù)數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)級別就是Readcommitted，如Oracle、Sqlserver。由于這個級別在數(shù)據(jù)庫可靠性和性能之間取得均衡，基本能夠滿足大部分的應(yīng)用。盡管它會導(dǎo)致不可重復(fù)讀、虛讀和其次類丟失更新，在可能出現(xiàn)這些問題的場合，可以由應(yīng)用程序采用

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不同的事務(wù)隔離級別能夠解決的并發(fā)問題如下：

悲觀所和樂觀鎖

為了得到最大的性能，一般數(shù)據(jù)庫都有并發(fā)機(jī)制，不過帶來的問題就是數(shù)據(jù)訪問的沖突。為了解決這個問題，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫用的方法就是數(shù)據(jù)的鎖定。Therearemechanismsemployedtomanagetheactionsofmultipleconcurrentusersonadatabase–thepurposeistopreventlostupdatesanddirtyreads.ThetwotypesoflockingarePessimisticandOptimisticLocking.引用wiki的定義：

悲觀鎖：

悲觀鎖，正如其名，它指的是對數(shù)據(jù)被外界（包括本系統(tǒng)當(dāng)前的其他事務(wù)，以及來自外部系統(tǒng)的事務(wù)處理）修改持保守態(tài)度。在才能務(wù)的整個數(shù)據(jù)處理過程中，選定的數(shù)據(jù)一直處于鎖定狀態(tài)，直到該事務(wù)提交或回滾。

悲觀鎖是指假設(shè)并發(fā)更新沖突會發(fā)生，所以不管沖突是否真的

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發(fā)生，都會使用鎖機(jī)制。悲觀鎖會完成以下功能：鎖住讀取的記錄，防止其它事務(wù)讀取和更新這些記錄。其它事務(wù)會一直阻塞，直到這個事務(wù)終止。悲觀鎖是在使用了數(shù)據(jù)庫的事務(wù)隔離功能的基礎(chǔ)上，獨(dú)享占用的資源，以此保證讀取數(shù)據(jù)一致性，避免修改丟失。

悲觀鎖的實(shí)現(xiàn)，往往依靠數(shù)據(jù)庫提供的鎖機(jī)制（也只有數(shù)據(jù)庫層提供的鎖機(jī)制才能真正保證數(shù)據(jù)訪問的排他性，否則，即使在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了加鎖機(jī)制，也無法保證外部系統(tǒng)不會修改數(shù)據(jù)）。如Oracle數(shù)據(jù)的select*fromtable_namewhereid=100forudate;就是悲觀所。

樂觀鎖

樂觀鎖（OptimisticLocking）相對悲觀鎖而言，樂觀鎖機(jī)制采取了更加寬松的加鎖機(jī)制。悲觀鎖大多數(shù)狀況下依靠數(shù)據(jù)庫的鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)，以保證操作最大程度的獨(dú)占性。但隨之而來的就是數(shù)據(jù)庫性能的大量開銷，特別是對長事務(wù)而言，這樣的開銷往往無法承受。而樂觀鎖機(jī)制在一定程度上解決了這個問題。

樂觀鎖，大多是基于數(shù)據(jù)版本（Version）記錄機(jī)制實(shí)現(xiàn)。何謂數(shù)據(jù)版本？即為數(shù)據(jù)增加一個版本標(biāo)識，在基于數(shù)據(jù)庫表的版本解決方案中，一般是通過為數(shù)據(jù)庫表增加一個“version〞字段來實(shí)現(xiàn)。讀取出數(shù)據(jù)時，將此版本號一同讀出，之后更新時，對此版本號加一。此時，將提交數(shù)據(jù)的版本數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫表對應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息進(jìn)行比對，假使提交的數(shù)據(jù)版本號大于數(shù)據(jù)庫表當(dāng)前版本號，則予以更新，否則認(rèn)為是過期數(shù)據(jù)。

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Spring事務(wù)傳播行為

Spring事務(wù)傳播行為說的就是當(dāng)一個方法調(diào)用另一個方法時，事務(wù)應(yīng)當(dāng)如何操作。使用方式，就是使用@Transactional注解對方法進(jìn)行標(biāo)注，設(shè)定相應(yīng)的屬性，如

@Transactional(propagation=Propagation.MANDATORY)publicvoidadd(Useruser){}

Propagation.MANDATORY

該方法必需運(yùn)行在一個事務(wù)中。假使當(dāng)前線程不存在事務(wù)，則拋出異常。

org.springframework.transaction.IllegalTransactionStateException:

No

existingtransactionfoundfortransaction