文章目录
- 数据库的事务的基本特性
- 事务的四大特性(ACID)
- 4.1、原子性（Atomicity）
- 4.2、一致性（Consistency）
- 4.3、隔离性（Isolation）
- 4.4、持久性（Durability）
- 事务的隔离级别
- 5.1、事务不考虑隔离性可能会引发的问题
- 1、脏读
- 2、不可重复读
- 3、虚读(幻读)
- 5.2、事务隔离性的设置语句
- 事务隔离级别如何在java代码中使用
- Java代码演示及隔离级别的设置
- 5.3、使用MySQL数据库演示不同隔离级别下的并发问题
- 1、当把事务的隔离级别设置为read uncommitted时，会引发脏读、不可重复读和虚读
- 2、当把事务的隔离级别设置为read committed时，会引发不可重复读和虚读，但避免了脏读
- 3、当把事务的隔离级别设置为repeatable read(mysql默认级别)时，会引发虚读，但避免了脏读、不可重复读
- 4、当把事务的隔离级别设置为Serializable时，会避免所有问题
在上一篇文章中，我们提到了MySQL数据库的事务，那么今天就来具体的谈一谈数据库事务的原理以及在java开发中如何使用数据库的事务的，以及在什么场景中应用不同的事务和事务的隔离级别，以及数据库隔离级别的使用。
数据库的事务的基本特性
事务是并发控制的基本单位，保证事务ACID的特性是事务处理的重要任务，而并发操作有可能会破坏其ACID特性。
所以事务是针对并发而言的，即 对 数据 在并发操作时保驾护航。
**原子性：Atomicity **
**原子性：**在我理解看来是，事务中各项操作，要么全部成功要么全部失败。很有江湖义气一说，同生共死。
一致性：Consistency
**一致性：**我理解的是更侧重结果，事务结束后系统状态是一致的。
隔离性：Isolation
隔离性：并发执行的事务彼此无法看到对方的中间状态。
持久性 ：Durability
持久性：当事务完成后，它对于数据的改变是永久性的，即使出现致命的系统故障也将一直保持。
在实际生产应用中 针对 事务的隔离性 又划分出了几种隔离级别
并发事务处理带来的问题
- 更新丢失
当两个或多个事务选择同一行，然后基于最初选定的值更新该行时，由于每个事务都不知道其他事务的存在，就会发生丢失更新问题–最后的更新覆盖了由其他事务所做的更新
- 脏读：在一个事务处理过程中读取了另一个未提交事务中的数据。
解读：两个事务 A 和 B，首先 A 事务对 数据 a 执行加 500 的操作 a = 1500，此时 B 事务读取数据 a 的值 1500，后 A 事务 又对数据 a 执行减500 的操作 a = 1000 ，A 事务 commit 。
不可重复读：事务 A 多次读取同一数据，事务 B 在事务A多次读取的过程中，对数据作了更新并提交，导致事务A多次读取同一数据时，结果 不一致。
解读：两个事务 A 和 B，首先 A 事务对 数据 a 进行查询 a = 1000，此时 B 事务对数据 a + 500 操作，并提交事。后 A 事务 又对 数据 a 进行查询 a = 1500 。
幻读：事务 A 将数据库中所有数据类型从默认的 true 改成 false，但是事务 B 就在这个时候插入了一条新记录，当事务 A改结束后发现还有一条记录没有改过来，就好像发生了幻觉一样，这就叫幻读。
小结：不可重复读的和幻读很容易混淆，不可重复读侧重于修改，幻读侧重于新增或删除。解决不可重复读的问题只需锁住满足条件的行，解决幻读需要锁表。
事务的四大特性(ACID)
4.1、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
4.2、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。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。
4.3、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。
4.4、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
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。
5.1、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：
1、脏读
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 where name=‘B’;
2.update account set money=money-100 where 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。
2、不可重复读
不可重复读指在一个事务内读取表中的某一行数据，多次读取结果不同。
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。
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，当然是后面的为准。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。
3、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。
5.2、事务隔离性的设置语句
MySQL数据库共定义了四种隔离级别：
- Serializable(串行化)：可避免 **脏读、不可重复读、虚读（幻读）**情况的发生。
- Repeatable read(可重复读) - 默认的隔离级别：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。
mysql数据库查询当前事务隔离级别：select @@tx_isolation
*例如：*
mysql数据库默认的事务隔离级别是：Repeatable read(可重复读)
mysql数据库设置事务隔离级别：set transaction isolation level 隔离级别名
在java代码中使用：
Connection connect = JdbcUtils.getConnection();
//获取当前数据库的隔离级别
System.out.println(connect.getTransactionIsolation());
//设置数据库的隔离级别
connect.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);
//取消事务的自动提交
connect.setAutoCommit(false);
事务隔离级别如何在java代码中使用
链接：【JDBC】ACID、四种隔离级别与Java代码实现【附源码】_java代码如何查看oracle当前事务隔离级别-CSDN博客
用户AA为用户BB转账，如果未考虑事务，可能会导致数据的不一致状态。
（1）未考虑事务之前的转账操作：
（此时若没有异常，则转账会成功，若有异常出现，转账操作就会在还没成功之前被迫结束，导致不一致）
//未考虑事务的转账操作，用户AA给用户BB转账100
@Test
public void test01(){
String sql = "update user_table set balance = balance - 100 where user = ? ";
updateTable(sql,"AA");
// System.out.println(10/0);//模拟转账过程中出现的异常
String sql1 = "update user_table set balance = balance + 100 where user = ? ";
updateTable(sql1,"BB");
}
public void updateTable(String sql,Object...args) {
Connection connect = null;
PreparedStatement ps = null;
try {
//1.获取数据库的连接
connect = JdbcUtils.getConnection();
//2.预编译sql语句，返回prepareStatement的实例
ps = connect.prepareStatement(sql);
//3.填充占位符
for(int i=0;i<args.length;i++){
ps.setObject(i+1,args[i]);
}
//4.执行sql
ps.execute();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//5.关闭资源
JdbcUtils.closeConnection(ps,connect);
}
}
（2）考虑事务之后的转账操作：
（我们取消数据库的默认提交操作，当转账操作成功结束时，对结果手动进行提交；若转账未结束时出现异常，我们可以对转账事务进行回滚操作，不管成功与否，数据总是一致的）
public void updateTable(Connection connect, String sql,Object...args) {
PreparedStatement ps = null;
try {
//1.预编译sql语句，返回prepareStatement的实例
ps = connect.prepareStatement(sql);
//2.填充占位符
for(int i=0;i<args.length;i++){
ps.setObject(i+1,args[i]);
}
//3.执行sql
ps.execute();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.关闭资源
JdbcUtils.closeConnection(ps,null);
}
}
//考虑事务之后的转账操作，用户AA给用户BB转账100
@Test
public void test02(){
Connection connect = null;
try {
connect = JdbcUtils.getConnection();
String sql = "update user_table set balance = balance - 100 where user = ? ";
//1.取消事务的自动提交
connect.setAutoCommit(false);
updateTable(connect,sql,"AA");
System.out.println(10/0);//模拟事务处理过程中出现的异常
String sql1 = "update user_table set balance = balance + 100 where user = ? ";
updateTable(connect,sql1,"BB");
//2.事务正常结束后的提交
connect.commit();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
try {
//3.事务操作过程中出现异常时的回滚操作
connect.rollback();
} catch (SQLException throwables) {
throwables.printStackTrace();
}
} finally {
if (connect!=null){
try {
connect.close();
} catch (SQLException throwables) {
throwables.printStackTrace();
}
}
}
}
若此时Connection没有被关闭，还可能被重复使用，则需要恢复其自动提交状态，主要针对数据库连接池时的操作。
setAutoCommit(true)。尤其是在使用数据库连接池技术时，执行close()方法前，建议恢复自动提交状态。
Java代码演示及隔离级别的设置
数据库中事务的隔离级别设置结束后，若重启数据库的服务，则所有的数据库设置都会变成默认。
/**
* @author wds
* @date 2021-12-14 9:38
*/
public class TransactionTest01 {
//模拟事务A对数据库中数据的查询操作
@Test
public void testTransactionSelect() throws Exception{
Connection connect = JdbcUtils.getConnection();
//获取当前数据库的隔离级别
System.out.println(connect.getTransactionIsolation());
//设置数据库的隔离级别
connect.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_READ_COMMITTED);
//取消事务的自动提交
connect.setAutoCommit(false);
String sql = "select user,password,balance from user_table where user = ?";
PreparedStatement ps = connect.prepareStatement(sql);
User user = queryForTable(connect, User.class, sql, "CC");
System.out.println(user);
System.out.println(connect.getTransactionIsolation());
}
//模拟事务B对数据库中数据的修改操作
@Test
public void testTransactionUpdate() throws Exception {
Connection connect = JdbcUtils.getConnection();
//取消事务的自动提交
connect.setAutoCommit(false);
String sql = "update user_table set balance = ? where user = ?";
updateTable(connect,sql,50000,"CC");
//线程休眠15秒
Thread.sleep(15000);
System.out.println("修改结束...");
}
//考虑事务之后的通用的增删改操作
public void updateTable(Connection connect, String sql,Object...args) {
PreparedStatement ps = null;
try {
//1.预编译sql语句，返回prepareStatement的实例
ps = connect.prepareStatement(sql);
//2.填充占位符
for(int i=0;i<args.length;i++){
ps.setObject(i+1,args[i]);
}
//3.执行sql
ps.execute();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.关闭资源
JdbcUtils.closeConnection(ps,null);
}
}
//考虑事务之后不同数据表的通用的单行查询操作
public <T> T queryForTable(Connection connect, Class<T> clazz, String sql,Object...args) {
PreparedStatement ps = null;
ResultSet resultSet = null;
try {
//1.预编译Sql
ps = connect.prepareStatement(sql);
for(int i=0;i<args.length;i++){
ps.setObject(i+1,args[i]);
}
//2.执行sql操作
resultSet = ps.executeQuery();
//查询结果集的元数据
ResultSetMetaData metaData = resultSet.getMetaData();
//查询结果集的列数
int columnCount = metaData.getColumnCount();
if(resultSet.next()){
//newInstance()只能调用无参构造方法，创建当前类的对象
T t = clazz.newInstance();
//返回结果集中的每一个列
for(int i=0;i<columnCount;i++){
//获取每个列的列值，通过resultSet
Object columnValue = resultSet.getObject(i + 1);
//通过ResultSetMetaData
//获取每个列的列名
String columnName = metaData.getColumnName(i + 1);
//获取每个列的别名
String columnLabel = metaData.getColumnLabel(i + 1);
//通过反射，将对象指定名getColumnName的属性设置为指定的属性值：columnValue
Field field = clazz.getDeclaredField(columnLabel);
field.setAccessible(true);
field.set(t,columnValue);
}
return t;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
JdbcUtils.closeConnection(ps,null,resultSet);
}
return null;
}
}
5.3、使用MySQL数据库演示不同隔离级别下的并发问题
同时打开两个窗口模拟2个用户并发访问数据库
1、当把事务的隔离级别设置为read uncommitted时，会引发脏读、不可重复读和虚读
A窗口
set transaction isolation level read uncommitted; --设置A用户的数据库隔离级别为Read uncommitted(读未提交)
start transaction; --开启事务
select * from account; --查询A账户中现有的钱，转到B窗口进行操作
select * from account --发现a多了100元，这时候A读到了B未提交的数据（脏读）
B窗口
start transaction; --开启事务
update account set money=money+100 where name=‘A’;–不要提交，转到A窗口查询
2、当把事务的隔离级别设置为read committed时，会引发不可重复读和虚读，但避免了脏读
A窗口
set transaction isolation level read committed;
start transaction;
select * from account;–发现a帐户是1000元，转到b窗口
select * from account;–发现a帐户多了100,这时候，a读到了别的事务提交的数据，两次读取a帐户读到的是不同的结果（不可重复读）
B窗口
start transaction;
update account set money=money+100 where name=‘aaa’;
commit;–转到a窗口
3、当把事务的隔离级别设置为repeatable read(mysql默认级别)时，会引发虚读，但避免了脏读、不可重复读
A窗口
set transaction isolation level repeatable read;
start transaction;
select * from account;–发现表有4个记录，转到b窗口
select * from account;–可能发现表有5条记录，这时候发生了a读取到另外一个事务插入的数据（虚读）
B窗口
start transaction;
insert into account(name,money) values(‘ggg’,1000);
commit;–转到a窗口
4、当把事务的隔离级别设置为Serializable时，会避免所有问题
A窗口
set transaction isolation level Serializable;
start transaction;
select * from account; --转到b窗口
B窗口
start transaction;
insert into account(name,money) values(‘ggg’,1000); --发现不能插入，只能等待a结束事务才能插入
