四、mysql(3)事物Transaction相关

最新推荐文章于 2022-09-11 15:08:45 发布

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#mysql #事物 #隔离级别 #事物传播行为

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本文介绍了MySQL事务的概念、四大特征，阐述了数据库事务隔离级别及能解决的问题，如读未提交、读提交等。还详细讲解了Spring事务的5个属性，包括传播行为（如PROPAGATION_REQUIRED等七种）、隔离级别、只读、事务超时和回滚规则。

一、概念

Transaction
事务：一个最小的不可再分的工作单元；通常一个事务对应一个完整的业务(例如银行账户转账业务，该业务就是一个最小的工作单元)
一个完整的业务需要批量的DML(insert、update、delete)语句共同联合完成
事务只和DML语句有关，或者说DML语句才有事务。这个和业务逻辑有关，业务逻辑不同，DML语句的个数不同

二、事务四大特征(ACID)

原子性(A)：事务是最小单位，不可再分
一致性(C)：事务要求所有的DML语句操作的时候，必须保证同时成功或者同时失败
隔离性(I)：事务A和事务B之间具有隔离性
持久性(D)：是事务的保证，事务终结的标志(内存的数据持久到硬盘文件中)

三、关于事务的一些术语

开启事务：Start Transaction
事务结束：End Transaction
提交事务：Commit Transaction
回滚事务：Rollback Transaction

四、事务四大特性之一————隔离性(isolation)

数据库事物中会出现的问题

1.脏读：脏读指的是当前事务读到了其他事务未提交（uncommitted）的数据；

2.不可重复读：本处的不可重复指的是在同一事务中，本事务未修改数据的情况下，两次读取的数据不一致；

3.虚读：虚读类似于不可重复读，只不过读取的不是数据库中某一行数据，而是一类数据，因此其余事务即使只是插入新的数据，也会对本事务的读产生影响；

4.第一类更新丢失：第一类更新丢失指得是，某一事物回滚（rollback）导致其他事务提交的数据被覆盖；

5.第二类更新丢失：本质和不可更新读一样，出现于不知道其他事务更新操作的存在。

数据库隔离级别

知道了，以上的几个问题，我们来看看数据库事务的隔离级别是如何解决这些问题的：

1.Read uncommitted 读未提交数据：能解决第一类丢失更新的问题，但不能解决脏读的问题

实现原理是，读数据时候不加锁，写数据时候加行级别的共享锁，提交时释放锁。行级别的共享锁，不会对读产生影响，但是可以防止两个同时的写操作。

2.Read committed 读提交数据：能解决脏读的问题，但是不能解决不可重复读的问题：

实现原理是，事务读取数据（读到数据的时候）加行级共享锁，读完释放；事务写数据时候（写操作发生的瞬间）加行级独占锁，事务结束释放。由于事务写操作加上独占锁，因此事务写操作时，读操作也不能进行，因此，不能读到事务的未提交数据，避免了脏读的问题。但是由于，读操作的锁加在读上面，而不是加在事务之上，所以，在同一事务的两次读操作之间可以插入其他事务的写操作，所以可能发生不可重复读的问题。

3.Repeated Read 可重复读：顾名思义，可以解决不可重复读的问题，但是不能解决虚读问题：

实现原理，和读提交数据不同的是，事务读取数据在读操作开始的瞬间就加上行级共享锁，而且在事务结束的时候才释放。分析方法和读提交数据类似，本处不再赘述。但是，由于加锁只是加在行上，所以，仍然可能发生虚读的问题。

4. Serializable 串行化：可以解决以上所有的并发问题：

实现原理是，在读操作时，加表级共享锁，事务结束时释放；写操作时候，加表级独占锁，事务结束时释放。

隔离级别对应能解决的问题

五、spring事物的5个属性

事务管理器接口PlatformTransactionManager通过getTransaction(TransactionDefinition definition)方法来得到事务，这个方法里面的参数是TransactionDefinition类，这个类就定义了一些基本的事务属性

TransactionDefinition接口内容如下：

public interface TransactionDefinition {
    int getPropagationBehavior(); // 返回事务的传播行为
    int getIsolationLevel(); // 返回事务的隔离级别，事务管理器根据它来控制另外一个事务可以看到本事务内的哪些数据
    int getTimeout();  // 返回事务必须在多少秒内完成
    boolean isReadOnly(); // 事务是否只读，事务管理器能够根据这个返回值进行优化，确保事务是只读的
}

1.传播行为

事务的第一个方面是传播行为（propagation behavior）。当事务方法被另一个事务方法调用时，必须指定事务应该如何传播。例如：方法可能继续在现有事务中运行，也可能开启一个新事务，并在自己的事务中运行。Spring定义了七种传播行为：

传播行为	含义
PROPAGATION_REQUIRED	表示当前方法必须运行在事务中。如果当前事务存在，方法将会在该事务中运行。否则，会启动一个新的事务
PROPAGATION_SUPPORTS	表示当前方法不需要事务上下文，但是如果存在当前事务的话，那么该方法会在这个事务中运行
PROPAGATION_MANDATORY	表示该方法必须在事务中运行，如果当前事务不存在，则会抛出一个异常
PROPAGATION_REQUIRED_NEW	表示当前方法必须运行在它自己的事务中。一个新的事务将被启动。如果存在当前事务，在该方法执行期间，当前事务会被挂起。如果使用JTATransactionManager的话，则需要访问TransactionManager
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED	表示该方法不应该运行在事务中。如果存在当前事务，在该方法运行期间，当前事务将被挂起。如果使用JTATransactionManager的话，则需要访问TransactionManager
PROPAGATION_NEVER	表示当前方法不应该运行在事务上下文中。如果当前正有一个事务在运行，则会抛出异常
PROPAGATION_NESTED	表示如果当前已经存在一个事务，那么该方法将会在嵌套事务中运行。嵌套的事务可以独立于当前事务进行单独地提交或回滚。如果当前事务不存在，那么其行为与PROPAGATION_REQUIRED一样。注意各厂商对这种传播行为的支持是有所差异的。可以参考资源管理器的文档来确认它们是否支持嵌套事务

①PROPAGATION_REQUIRED 如果存在一个事务，则支持当前事务。如果没有事务则开启一个新的事务。


//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA{
    ……
    methodB();
    ……
}

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodB{
   ……
}

使用spring声明式事务，spring使用AOP来支持声明式事务，会根据事务属性，自动在方法调用之前决定是否开启一个事务，并在方法执行之后决定事务提交或回滚事务。

情况一:

单独调用methodB方法:

main{ 
    metodB(); 
}

相当于:

Main{ 
    Connection con=null; 
    try{ 
        con = getConnection(); 
        con.setAutoCommit(false); 
 
        //方法调用
        methodB(); 
 
        //提交事务
        con.commit(); 
    } Catch(RuntimeException ex) { 
        //回滚事务
        con.rollback();   
    } finally { 
        //释放资源
        closeCon(); 
    } 
}

Spring保证在methodB方法中所有的调用都获得到一个相同的连接。在调用methodB时，没有一个存在的事务，所以获得一个新的连接，开启了一个新的事务。

情况二:

单独调用MethodA时，在MethodA内又调用MethodB.:

执行效果相当于：

main{ 
    Connection con = null; 
    try{ 
        con = getConnection(); 
        methodA(); 
        con.commit(); 
    } catch(RuntimeException ex) { 
        con.rollback(); 
    } finally {    
        closeCon(); 
    }  
}

调用MethodA时，环境中没有事务，所以开启一个新的事务.当在MethodA中调用MethodB时，环境中已经有了一个事务，所以methodB就加入当前事务。

②PROPAGATION_SUPPORTS 如果存在一个事务，支持当前事务。如果没有事务，则非事务的执行。但是对于事务同步的事务管理器，PROPAGATION_SUPPORTS与不使用事务有少许不同。

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){
  methodB();
}
 
//事务属性 PROPAGATION_SUPPORTS
methodB(){
  ……
}

单纯的调用methodB时，methodB方法是非事务的执行的。当调用methdA时,methodB则加入了methodA的事务中,事务地执行。

③PROPAGATION_MANDATORY 如果已经存在一个事务，支持当前事务。如果没有一个活动的事务，则抛出异常。

//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){
    methodB();
}
 
//事务属性 PROPAGATION_MANDATORY
    methodB(){
    ……
}

当单独调用methodB时，因为当前没有一个活动的事务，则会抛出异常throw new IllegalTransactionStateException(“Transaction propagation ‘mandatory’ but no existing transaction found”);当调用methodA时，methodB则加入到methodA的事务中，事务地执行。

④PROPAGATION_REQUIRES_NEW 总是开启一个新的事务。如果一个事务已经存在，则将这个存在的事务挂起。


//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){
    doSomeThingA();
    methodB();
    doSomeThingB();
}
 
//事务属性 PROPAGATION_REQUIRES_NEW
methodB(){
    ……
}

调用A方法：

main(){
    methodA();
}

相当于:

main(){
    TransactionManager tm = null;
    try{
        //获得一个JTA事务管理器
        tm = getTransactionManager();
        tm.begin();//开启一个新的事务
        Transaction ts1 = tm.getTransaction();
        doSomeThing();
        tm.suspend();//挂起当前事务
        try{
            tm.begin();//重新开启第二个事务
            Transaction ts2 = tm.getTransaction();
            methodB();
            ts2.commit();//提交第二个事务
        } Catch(RunTimeException ex) {
            ts2.rollback();//回滚第二个事务
        } finally {
            //释放资源
        }
        //methodB执行完后，恢复第一个事务
        tm.resume(ts1);
        doSomeThingB();
        ts1.commit();//提交第一个事务
    } catch(RunTimeException ex) {
        ts1.rollback();//回滚第一个事务
    } finally {
        //释放资源
    }
}

在这里，我把ts1称为外层事务，ts2称为内层事务。从上面的代码可以看出，ts2与ts1是两个独立的事务，互不相干。Ts2是否成功并不依赖于 ts1。

如果methodA方法在调用methodB方法后的doSomeThingB方法失败了，而methodB方法所做的结果依然被提交。而除了 methodB之外的其它代码导致的结果却被回滚了。使用PROPAGATION_REQUIRES_NEW,需要使用 JtaTransactionManager作为事务管理器。

⑤PROPAGATION_NOT_SUPPORTED 总是非事务地执行，并挂起任何存在的事务。使用PROPAGATION_NOT_SUPPORTED,也需要使用JtaTransactionManager作为事务管理器。（代码示例同上，可同理推出）

⑥PROPAGATION_NEVER 总是非事务地执行，如果存在一个活动事务，则抛出异常。

⑦PROPAGATION_NESTED如果一个活动的事务存在，则运行在一个嵌套的事务中. 如果没有活动事务, 则按TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED 属性执行。

这是一个嵌套事务,使用JDBC 3.0驱动时,仅仅支持DataSourceTransactionManager作为事务管理器。需要JDBC 驱动的java.sql.Savepoint类。有一些JTA的事务管理器实现可能也提供了同样的功能。使用PROPAGATION_NESTED，还需要把PlatformTransactionManager的nestedTransactionAllowed属性设为true;而 nestedTransactionAllowed属性值默认为false。


//事务属性 PROPAGATION_REQUIRED
methodA(){
    doSomeThingA();
    methodB();
    doSomeThingB();
}
 
//事务属性 PROPAGATION_NESTED
methodB(){
    ……
}

如果单独调用methodB方法，则按REQUIRED属性执行。如果调用methodA方法，相当于下面的效果：

main(){
    Connection con = null;
    Savepoint savepoint = null;
    try{
        con = getConnection();
        con.setAutoCommit(false);
        doSomeThingA();
        savepoint = con2.setSavepoint();
        try{
            methodB();
        } catch(RuntimeException ex) {
            con.rollback(savepoint);
        } finally {
            //释放资源
        }
        doSomeThingB();
        con.commit();
    } catch(RuntimeException ex) {
        con.rollback();
    } finally {
        //释放资源
    }
}

当methodB方法调用之前，调用setSavepoint方法，保存当前的状态到savepoint。如果methodB方法调用失败，则恢复到之前保存的状态。但是需要注意的是，这时的事务并没有进行提交，如果后续的代码(doSomeThingB()方法)调用失败，则回滚包括methodB方法的所有操作。

嵌套事务一个非常重要的概念就是内层事务依赖于外层事务。外层事务失败时，会回滚内层事务所做的动作。而内层事务操作失败并不会引起外层事务的回滚。

注意点:

(1)PROPAGATION_REQUIRED应该是我们首先的事务传播行为。它能够满足我们大多数的事务需求。

(2)PROPAGATION_NESTED 与PROPAGATION_REQUIRES_NEW的区别:

它们非常类似,都像一个嵌套事务，如果不存在一个活动的事务，都会开启一个新的事务。使用 PROPAGATION_REQUIRES_NEW时，内层事务与外层事务就像两个独立的事务一样，一旦内层事务进行了提交后，外层事务不能对其进行回滚。两个事务互不影响。两个事务不是一个真正的嵌套事务。同时它需要JTA事务管理器的支持。

使用PROPAGATION_NESTED时，外层事务的回滚可以引起内层事务的回滚。而内层事务的异常并不会导致外层事务的回滚，它是一个真正的嵌套事务。DataSourceTransactionManager使用savepoint支持PROPAGATION_NESTED时，需要JDBC 3.0以上驱动及1.4以上的JDK版本支持。其它的JTA TrasactionManager实现可能有不同的支持方式。

PROPAGATION_REQUIRES_NEW 启动一个新的, 不依赖于环境的 “内部” 事务. 这个事务将被完全 commited 或 rolled back 而不依赖于外部事务, 它拥有自己的隔离范围, 自己的锁, 等等. 当内部事务开始执行时, 外部事务将被挂起, 内务事务结束时, 外部事务将继续执行。

另一方面, PROPAGATION_NESTED 开始一个 “嵌套的” 事务, 它是已经存在事务的一个真正的子事务. 潜套事务开始执行时, 它将取得一个 savepoint. 如果这个嵌套事务失败, 我们将回滚到此 savepoint. 潜套事务是外部事务的一部分, 只有外部事务结束后它才会被提交。

由此可见, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 和 PROPAGATION_NESTED 的最大区别在于, PROPAGATION_REQUIRES_NEW 完全是一个新的事务, 而 PROPAGATION_NESTED 则是外部事务的子事务, 如果外部事务 commit, 嵌套事务也会被 commit, 这个规则同样适用于 roll back.

2.隔离级别

事务的第二个维度就是隔离级别（isolation level）。隔离级别定义了一个事务可能受其他并发事务影响的程度。

①并发事务引起的问题

在典型的应用程序中，多个事务并发运行，经常会操作相同的数据来完成各自的任务。并发虽然是必须的，但可能会导致以下的问题。

脏读（Dirty reads）——脏读发生在一个事务读取了另一个事务改写但尚未提交的数据时。如果改写在稍后被回滚了，那么第一个事务获取的数据就是无效的。
不可重复读（Nonrepeatable read）——不可重复读发生在一个事务执行相同的查询两次或两次以上，但是每次都得到不同的数据时。这通常是因为另一个并发事务在两次查询期间进行了更新。
幻读（Phantom read）——幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务（T1）读取了几行数据，接着另一个并发事务（T2）插入了一些数据时。在随后的查询中，第一个事务（T1）就会发现多了一些原本不存在的记录。

不可重复读与幻读的区别:

(1)不可重复读的重点是修改:

同样的条件, 你读取过的数据, 再次读取出来发现值不一样了 
例如：在事务1中，Mary 读取了自己的工资为1000,操作并没有完成

    con1 = getConnection();  
    select salary from employee empId ="Mary";  

在事务2中，这时财务人员修改了Mary的工资为2000,并提交了事务.

    con2 = getConnection();  
    update employee set salary = 2000;  
    con2.commit();  

在事务1中，Mary 再次读取自己的工资时，工资变为了2000

    //con1  
    select salary from employee empId ="Mary"; 

在一个事务中前后两次读取的结果并不一致，导致了不可重复读。

(2)幻读的重点在于新增或者删除：

同样的条件, 第1次和第2次读出来的记录数不一样 
例如：目前工资为1000的员工有10人。事务1,读取所有工资为1000的员工。

    con1 = getConnection();  
    Select * from employee where salary =1000; 

共读取10条记录

这时另一个事务向employee表插入了一条员工记录，工资也为1000

    con2 = getConnection();  
    Insert into employee(empId,salary) values("Lili",1000);  
    con2.commit();  

事务1再次读取所有工资为1000的员工

    //con1  
    select * from employee where salary =1000;  

共读取到了11条记录，这就产生了幻像读。

从总的结果来看, 似乎不可重复读和幻读都表现为两次读取的结果不一致。但如果你从控制的角度来看, 两者的区别就比较大。
对于前者, 只需要锁住满足条件的记录。
对于后者, 要锁住满足条件及其相近的记录。

②隔离级别

隔离级别	含义
ISOLATION_DEFAULT	使用后端数据库默认的隔离级别
ISOLATION_READ_UNCOMMITTED	最低的隔离级别，允许读取尚未提交的数据变更，可能会导致脏读、幻读或不可重复读
ISOLATION_READ_COMMITTED	允许读取并发事务已经提交的数据，可以阻止脏读，但是幻读或不可重复读仍有可能发生
ISOLATION_REPEATABLE_READ	对同一字段的多次读取结果都是一致的，除非数据是被本身事务自己所修改，可以阻止脏读和不可重复读，但幻读仍有可能发生
ISOLATION_SERIALIZABLE	最高的隔离级别，完全服从ACID的隔离级别，确保阻止脏读、不可重复读以及幻读，也是最慢的事务隔离级别，因为它通常是通过完全锁定事务相关的数据库表来实现的