數(shù)據(jù)庫事務(wù)的基本知識(shí)

ACID

兩類丟失更新

事務(wù)回滾丟失更新：

目前大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫已經(jīng)通過鎖的機(jī)制來避免了事務(wù)回滾丟失更新。
數(shù)據(jù)庫鎖的機(jī)制：
鎖可以分為樂觀鎖和悲觀鎖，而悲觀鎖又分為：讀鎖(共享鎖)和寫鎖(排它鎖)，而數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)了悲觀鎖中的讀鎖和寫鎖，而樂觀鎖則需要開發(fā)人員自己實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)庫在設(shè)計(jì)這兩種鎖的時(shí)候，這兩種鎖間的關(guān)系如下：讀鎖與讀鎖可以共存，讀鎖與寫鎖互斥，寫鎖與寫鎖互斥。

比如說，當(dāng)a操作某條數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫就會(huì)給這條數(shù)據(jù)加鎖，其他人只能查看這條數(shù)據(jù)，但是卻不能操作，只有當(dāng)a事務(wù)提交結(jié)束以后，鎖被取消了，其他人才可以修改這條數(shù)據(jù)。

事務(wù)提交丟失更新

這是高并發(fā)編程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，數(shù)據(jù)庫為了壓制此類丟失更新，提出了事務(wù)之間的隔離級(jí)別的概念。

數(shù)據(jù)庫事務(wù)的隔離級(jí)別

未提交讀

允許一個(gè)事務(wù)讀取到另一個(gè)事務(wù)沒有提交的數(shù)據(jù)。
這種隔離級(jí)別可以擁有很好的并發(fā)能力，但是對(duì)于數(shù)據(jù)的一致性無法保證，所以適用于追求高并發(fā)性，但是對(duì)數(shù)據(jù)一致性要求低的場(chǎng)景。
另外，未提交讀的隔離級(jí)別會(huì)造成臟讀的現(xiàn)象：

讀寫提交

一個(gè)事務(wù)只能讀取另一個(gè)事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，而不能讀取未提交的數(shù)據(jù)。
這種隔離級(jí)別可以避免臟讀的發(fā)生。

雖然讀寫提交的隔離級(jí)別克服了臟讀的發(fā)生，但是又會(huì)出現(xiàn)不可重復(fù)讀的現(xiàn)象：

可重復(fù)讀

可重復(fù)讀的隔離級(jí)別是為了克服不可重復(fù)讀的問題：

可重復(fù)讀的隔離級(jí)別雖然克服了不可重復(fù)讀的問題，但是會(huì)引入幻讀的問題：

幻讀和可重復(fù)讀的區(qū)別：
幻讀是針對(duì)于統(tǒng)計(jì)的場(chǎng)景，而可重復(fù)讀是針對(duì)于一條數(shù)據(jù)而言的。

串行化

為了解決上述的各種問題，數(shù)據(jù)庫提出了串行化的隔離級(jí)別。
這種級(jí)別下，所有的sql都會(huì)按照順序執(zhí)行，可以完全保證數(shù)據(jù)的一致性。

合理使用數(shù)據(jù)庫隔離級(jí)別

雖然串行化可以解決臟讀、不可重復(fù)讀、幻讀等問題，但是它也有一個(gè)很顯著的特點(diǎn)，就是并發(fā)能力低下，這四種隔離級(jí)別的并發(fā)能力排名如下：
未提交讀 > 讀寫提交 > 可重復(fù)讀 > 串行化
所以使用時(shí)需要根據(jù)具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景來權(quán)衡使用。

另外，不同數(shù)據(jù)對(duì)于隔離級(jí)別的支持也是不一樣的，比如：
Oracle：讀寫提交、串行化
MySQL：未提交讀、讀寫提交、可重復(fù)讀、串行化
PG：讀寫提交、可重復(fù)讀、串行化

Spring數(shù)據(jù)庫事務(wù)簡(jiǎn)介：

在 Spring 中，事務(wù)管理器的頂層接口為PlatformTransactionManager，Spring 還為此定義了一系列的接口和類，它們之間的關(guān)系如圖所示：

當(dāng)我們引入其它框架時(shí)，還會(huì)有其它的事務(wù)管理器的類，比方說我們引入 Hibernate ，那么 Spring還會(huì)提供HibernateTransactionManager 與之對(duì)應(yīng)并給我們使用 。這里我們以 MyBatis 框架為例，去討論Spring 數(shù)據(jù)庫事務(wù)方面的問題，最常用到的事務(wù)管理器是 DataSourceTransactionManager 。從上圖中可以看到它也是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了接口 PlatfonnTransactionManager 的類。

PlatfonnTransactionManager接口的源碼：

下面我們看一下PlatfonnTransactionManager接口的源碼：

public interface PlatformTransactionManager {
	// 獲取事務(wù)
	TransactionStatus getTransaction(@Nullable TransactionDefinition definition) throws TransactionException;
	// 事務(wù)提交
	void commit(TransactionStatus status) throws TransactionException;
	// 事務(wù)回滾
	void rollback(TransactionStatus status) throws TransactionException;
}

可以看到它里面定義了獲取事務(wù)、提交事務(wù)、回滾事務(wù)的方法。而mybatis的事務(wù)管理器DataSourceTransactionManager實(shí)現(xiàn)了PlatformTransactionManager 接口，所以它也擁有了這些方法。

事務(wù)的傳播行為

所謂傳播行為，就是方法之間調(diào)用時(shí)，事務(wù)采取的策略。

在Spring的事務(wù)機(jī)制中，對(duì)于數(shù)據(jù)庫而言存在7中傳播行為，它們都被定義在Propagation枚舉中，該枚舉源碼如下：

public enum Propagation {
	// 需要事務(wù)，它也是默認(rèn)的傳播行為
	// 如果當(dāng)前存在事務(wù)，就加入到當(dāng)前事務(wù)中一起運(yùn)行
	// 如果當(dāng)前不存在事務(wù)，就新建一個(gè)事務(wù)來運(yùn)行方法
	// 使用頻次高
	REQUIRED(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED),

	// 支持事務(wù)
	// 如果當(dāng)前存在事務(wù)，就加入到當(dāng)前事務(wù)中一起運(yùn)行
	// 如果不存在，就繼續(xù)采用無事務(wù)的方式運(yùn)行
	SUPPORTS(TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS),

	// 必須使用事務(wù)
	// 如果當(dāng)前存在事務(wù)，就加入到當(dāng)前事務(wù)中一起運(yùn)行
	// 如果不存在事務(wù)，就拋出異常
	MANDATORY(TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY),

	// 無論當(dāng)前是否存在事務(wù)，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的事務(wù)來運(yùn)行
	// 使用頻次高
	REQUIRES_NEW(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW),

	// 不支持事務(wù)
	// 如果當(dāng)前存在事務(wù)，將掛起事務(wù)運(yùn)行
	NOT_SUPPORTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED),

	// 不支持事務(wù)
	// 如果存在事務(wù)，就拋出異常
	// 如果不存在，就繼續(xù)采用無事務(wù)的方式運(yùn)行
	NEVER(TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER),

	// 事務(wù)嵌套
	// 當(dāng)前方法調(diào)用子方法時(shí)，如果子方法出現(xiàn)異常，則只回滾子方法執(zhí)行過的sql，不會(huì)回滾當(dāng)前方法的事務(wù)
	// 使用頻次高
	NESTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED);
}

REQUIRED、REQUIRES_NEW、NESTED這三種使用頻次較高，需要重點(diǎn)關(guān)注。

@Transactional注解

Spring對(duì)于事務(wù)的處理主要采用聲明式事務(wù)的方式，也就是通過@Transactional注解來進(jìn)行數(shù)據(jù)庫事務(wù)的管理。
下面是它的源碼：

@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface Transactional {
	// 通過bean的name來指定事務(wù)管理器
	@AliasFor("transactionManager")
	String value() default "";

	// 和value屬性一樣
	@AliasFor("value")
	String transactionManager() default "";

	// 設(shè)置事務(wù)傳播行為
	Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;

	// 設(shè)置事務(wù)隔離級(jí)別
	Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;

	// 指定超時(shí)時(shí)間（單位：秒）
	int timeout() default TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT;

	// 是否只讀事務(wù)
	boolean readOnly() default false;

	// 方法在發(fā)生指定異常時(shí)進(jìn)行回滾，默認(rèn)是所有異常都會(huì)回滾
	Class<? extends Throwable>[] rollbackFor() default {};

	// 方法在發(fā)生指定異常名稱時(shí)進(jìn)行回滾，默認(rèn)是所有異常都會(huì)回滾
	String[] rollbackForClassName() default {};

	// 方法在發(fā)生指定異常時(shí)不進(jìn)行回滾，默認(rèn)是所有異常都會(huì)回滾
	Class<? extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};
	
	// 方法在發(fā)生指定異常名稱時(shí)不進(jìn)行回滾，默認(rèn)是所有異常都會(huì)回滾
	String[] noRollbackForClassName() default {};
}

可以看到，我們?cè)谑褂聾Transactional注解時(shí)，是可以自己設(shè)置事務(wù)的隔離級(jí)別、傳播行為、回滾機(jī)制等等。

@Transactional實(shí)戰(zhàn)

下面讓我們一起實(shí)際應(yīng)用下@Transactional對(duì)于數(shù)據(jù)庫事務(wù)的控制。
首先我們創(chuàng)建一個(gè)保存數(shù)據(jù)庫的，代碼如下：

REQUIRED傳播行為測(cè)試

@Service
@Slf4j
public class UserServiceImpl implements IUserService {
	......
	
	@Autowired
    @Lazy
    private IUserService userService;
    
	@Override
    @Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED, propagation = Propagation.REQUIRED, rollbackFor = Exception.class)
    public int insert(User user) {
        long oldId = user.getId();
        user.setId(null);
        userMapper.insert(user);
        if(oldId == 10){
            throw new IllegalArgumentException("事務(wù)回滾測(cè)試" + user.getId());
        }
        user.setUpdatedBy(10288931L);
        return userMapper.update(user);
    }

	@Override
    public boolean save(int times) {
        for(int timesTmp = 1; timesTmp <= times; timesTmp++){
            User user = easyRandom.nextObject(User.class);
            user.setId((long) timesTmp);
            try {
                userService.insert(user);
            }catch (Exception e){
                log.warn("出現(xiàn)了異常：{}", e.getMessage());
            }
        }
        return true;
    }
}

可以看到，我們將方法insert的事務(wù)傳播行為設(shè)置成了REQUIRED，也就是：
// 需要事務(wù)，它也是默認(rèn)的傳播行為
// 如果當(dāng)前存在事務(wù)，就加入到當(dāng)前事務(wù)中一起運(yùn)行
// 如果當(dāng)前不存在事務(wù)，就新建一個(gè)事務(wù)來運(yùn)行方法
REQUIRED(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED),

注意：這里調(diào)用insert方法時(shí)需要通過代理對(duì)象調(diào)用，因?yàn)镾pring對(duì)于事務(wù)的處理是基于AOP實(shí)現(xiàn)的，所以如果不通過代理對(duì)象調(diào)用，就無法觸發(fā)事務(wù)，也就是事務(wù)會(huì)失效。

然后將日志級(jí)別設(shè)置為DEBUG，這樣就可以看到事務(wù)相關(guān)的日志了：

logging.level.root=DEBUG
logging.level.org.springframework=DEBUG
logging.level.org.org.mybatis=DEBUG

按照REQUIRED傳播行為的特點(diǎn)，此時(shí)調(diào)用它的save方法是沒有事務(wù)的，所以insert方法會(huì)單獨(dú)創(chuàng)建自己的事務(wù)來運(yùn)行，然后我們創(chuàng)建測(cè)試用的mapper和controller（這兩個(gè)就省略了，寫法都很簡(jiǎn)單），調(diào)用接口，可以看到日志如下：

可以看到我新增了5個(gè)user信息，日志中也是給insert方法創(chuàng)建了5個(gè)事務(wù)來運(yùn)行，這和REQUIRED傳播行為的特點(diǎn)是一致的。

此時(shí)我們給save方法也加上日志，如下所示：
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED, propagation = Propagation.REQUIRED, rollbackFor = Exception.class)

這個(gè)時(shí)候，對(duì)于insert方法來說，就是有事務(wù)的環(huán)境了，按照REQUIRED傳播行為的特點(diǎn)，insert方法就不會(huì)自己?jiǎn)为?dú)創(chuàng)建事務(wù)了，而是沿用save方法的事務(wù)，我們?cè)俅握{(diào)用接口，得到日志如下：

可以看到只是給save方法創(chuàng)建了事務(wù)，并沒有給insert方法單獨(dú)創(chuàng)建事務(wù)

可以看到insert方法運(yùn)行時(shí)，是加入到原有的事務(wù)之中的，這和REQUIRED傳播行為的特點(diǎn)是一致的。

REQUIRES_NEW傳播行為測(cè)試

現(xiàn)在我們將insert方法的事務(wù)傳播行為設(shè)置為REQUIRES_NEW，其特點(diǎn)如下所示：
// 無論當(dāng)前是否存在事務(wù)，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的事務(wù)來運(yùn)行

接下來我們?cè)僬{(diào)用一下接口，得到如下日志：

可以看到這里是創(chuàng)建了6個(gè)事務(wù)，其中有一個(gè)是save方法的事務(wù)，其他5個(gè)都是insert方法自己的事務(wù)。這和REQUIRED傳播行為的特點(diǎn)是一致的。

NESTED傳播行為測(cè)試

// 事務(wù)嵌套
// 如果沒有事務(wù)，則創(chuàng)建一個(gè)自己的事務(wù)
// 如果當(dāng)前有事務(wù)，則創(chuàng)建一個(gè)嵌套的事務(wù)
// 當(dāng)前方法調(diào)用子方法時(shí)，如果子方法出現(xiàn)異常，則只回滾子方法執(zhí)行過的sql，不會(huì)回滾當(dāng)前方法的事務(wù)

更改insert方法的事務(wù)如下：
@Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED, propagation = Propagation.NESTED, rollbackFor = Exception.class)

同時(shí)去掉save方法的事務(wù)，再次調(diào)用接口，得到如下日志：

此時(shí)save方法沒有添加事務(wù)，所以按照NESTED傳播行為的特點(diǎn)，insert方法會(huì)創(chuàng)建自己的事務(wù)。

然后我們?cè)賹ave方法添加上事務(wù)，再次調(diào)用接口，得到日志如下：


因?yàn)榇藭r(shí)save方法添加了事務(wù)，所以insert方法會(huì)創(chuàng)建一個(gè)嵌套在save方法里面的事務(wù)。

有個(gè)注意點(diǎn)：對(duì)于嵌套事務(wù)來說，當(dāng)前方法調(diào)用子方法時(shí)，如果子方法出現(xiàn)異常，則只回滾子方法執(zhí)行過的sql，不會(huì)回滾當(dāng)前方法的事務(wù)，這個(gè)效果是通過數(shù)據(jù)庫的保存點(diǎn)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，至于數(shù)據(jù)庫的保存點(diǎn)技術(shù)，可以自行了解一下。

好了，今天就到這里了，感興趣的小伙伴趕緊去試試吧，拜拜。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-469224.html

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