前言
在現(xiàn)代信息系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的資產(chǎn)之一。作為一名后端開(kāi)發(fā)人員，與數(shù)據(jù)庫(kù)的交道必不可少，為了確保數(shù)據(jù)的完整性、一致性和可靠性，數(shù)據(jù)庫(kù)引入了事務(wù)的概念。本次將帶您深入了解數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的重要性、特性以及如何在應(yīng)用程序中正確地使用事務(wù)來(lái)維護(hù)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。
什么是數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)？
數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)是一組數(shù)據(jù)庫(kù)操作的集合，這些操作要么全部成功執(zhí)行，要么全部失敗回滾。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）中的核心概念，用于確保數(shù)據(jù)在并發(fā)訪問(wèn)和操作時(shí)的一致性和完整性。
ACID 特性
事務(wù)通常遵循 ACID 特性，這是指：
- 原子性（Atomicity）：事務(wù)中的操作要么全部成功，要么全部失敗。如果任何操作失敗，整個(gè)事務(wù)都會(huì)回滾，保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。
假設(shè)您正在購(gòu)物超市，您選擇了一些商品放入購(gòu)物籃。原子性就像是您在結(jié)賬時(shí)，要么所有商品都被正確地掃描和計(jì)算，要么沒(méi)有商品被結(jié)賬，就像是所有商品一起被稱為一個(gè)“原子”單位。
- 一致性（Consistency）：事務(wù)將數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)合法狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)合法狀態(tài)，不會(huì)違反數(shù)據(jù)完整性約束。
在購(gòu)物過(guò)程中，超市會(huì)檢查您購(gòu)物籃中的商品是否與價(jià)格一致，以確保不會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤標(biāo)價(jià)而導(dǎo)致不一致的情況。一致性就像是超市保持商品和價(jià)格一致，您購(gòu)買的商品總是符合預(yù)期。
- 隔離性（Isolation）：并發(fā)執(zhí)行的事務(wù)相互隔離，一個(gè)事務(wù)的操作不會(huì)影響其他事務(wù)，直到事務(wù)提交才對(duì)其他事務(wù)可見(jiàn)。
想象您和朋友同時(shí)在超市購(gòu)物，但您的購(gòu)物籃和朋友的購(gòu)物籃是分開(kāi)的，互不干擾。這就是隔離性，不同的購(gòu)物籃（事務(wù)）在彼此之間是隔離的，不會(huì)相互干擾
- 持久性（Durability）：一旦事務(wù)提交，其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的更改將永久保存，即使系統(tǒng)崩潰也不會(huì)丟失。
假設(shè)您購(gòu)買了商品并完成了結(jié)賬，超市會(huì)將您購(gòu)買的記錄存檔，以備將來(lái)查詢。即使您離開(kāi)超市，您的購(gòu)買記錄仍然被保留，就像是您的購(gòu)物信息被“持久”存儲(chǔ)
事務(wù)的基本操作
一個(gè)典型的事務(wù)通常包括以下步驟：
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開(kāi)始事務(wù)（BEGIN）：事務(wù)開(kāi)始前，DBMS 記錄當(dāng)前狀態(tài)以備后用。
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執(zhí)行操作（Perform Operations）：在事務(wù)內(nèi)執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作，如插入、更新、刪除等。
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提交事務(wù)（COMMIT）：如果事務(wù)內(nèi)的所有操作都成功完成，可以將事務(wù)提交，將更改永久保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。
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回滾事務(wù)（ROLLBACK）：如果在事務(wù)執(zhí)行期間發(fā)生錯(cuò)誤，可以回滾事務(wù)，撤消之前的操作，將數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到事務(wù)開(kāi)始前的狀態(tài)。
事務(wù)的隔離級(jí)別
事務(wù)隔離級(jí)別控制了事務(wù)之間的可見(jiàn)性和并發(fā)行為。常見(jiàn)的隔離級(jí)別包括：
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讀未提交（Read Uncommitted）：在這個(gè)隔離級(jí)別下，一個(gè)事務(wù)可以讀取其他事務(wù)尚未提交的數(shù)據(jù)。這可能導(dǎo)致臟讀（讀取了未提交的數(shù)據(jù)）、不可重復(fù)讀（同一查詢?cè)谑聞?wù)執(zhí)行期間返回不同結(jié)果）和幻讀（事務(wù)在同一查詢中看到不同的數(shù)據(jù)行）等問(wèn)題。讀未提交的隔離級(jí)別最不嚴(yán)格，可能會(huì)引發(fā)數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題
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讀已提交（Read Committed）：在這個(gè)隔離級(jí)別下，一個(gè)事務(wù)只能讀取已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)，避免了臟讀問(wèn)題。但是，不可重復(fù)讀和幻讀問(wèn)題仍然可能出現(xiàn)。因?yàn)槠渌聞?wù)可能在事務(wù)進(jìn)行期間提交新的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致不同時(shí)間點(diǎn)的查詢結(jié)果不一致。
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可重復(fù)讀（Repeatable Read）：可重復(fù)讀隔離級(jí)別確保在同一事務(wù)內(nèi)，同一個(gè)查詢的結(jié)果保持一致。這意味著一個(gè)事務(wù)中的查詢不會(huì)受到其他事務(wù)的修改影響。這可以防止臟讀和不可重復(fù)讀問(wèn)題，但幻讀問(wèn)題仍然可能出現(xiàn)，因?yàn)槠渌聞?wù)可能插入新數(shù)據(jù)，導(dǎo)致新數(shù)據(jù)行的出現(xiàn)。
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串行化（Serializable）：串行化是最嚴(yán)格的隔離級(jí)別，它確保每個(gè)事務(wù)都在獨(dú)立的時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行，防止了并發(fā)問(wèn)題。事務(wù)按照順序一個(gè)接一個(gè)地執(zhí)行，這可以解決臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀問(wèn)題。然而，串行化可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生較大的影響，因?yàn)槭聞?wù)需要依次執(zhí)行。
上面說(shuō)到事務(wù)的隔離級(jí)別可以解決臟讀、幻讀、不可重復(fù)讀的問(wèn)題。那么什么是臟讀、幻讀、和不可重復(fù)讀呢？
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臟讀（Dirty Read）：
臟讀指的是在一個(gè)事務(wù)中讀取了另一個(gè)事務(wù)未提交的數(shù)據(jù)。假設(shè)事務(wù) A 修改了某一行數(shù)據(jù)，但還沒(méi)有提交。同時(shí)，事務(wù) B 嘗試讀取了事務(wù) A 修改的數(shù)據(jù)。如果事務(wù) A 最終回滾了，那么事務(wù) B 讀取的數(shù)據(jù)就是不存在的，這就是臟讀。臟讀會(huì)導(dǎo)致不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)展示，因?yàn)樽x取的數(shù)據(jù)可能是臨時(shí)的、未經(jīng)驗(yàn)證的。
想象你正在制作一個(gè)蛋糕，但在制作過(guò)程中，你的朋友看了一眼，然后走了。在他離開(kāi)之前，你還沒(méi)有完成蛋糕，但他已經(jīng)看到了不完整的狀態(tài)。這就好像是一個(gè)“臟讀”：朋友讀取了還沒(méi)有完成的信息，結(jié)果可能是不準(zhǔn)確或臨時(shí)的。
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不可重復(fù)讀（Non-repeatable Read）：
不可重復(fù)讀是指在同一個(gè)事務(wù)內(nèi)，多次讀取同一數(shù)據(jù)時(shí)，得到不同的結(jié)果。這可能是因?yàn)樵谑聞?wù)執(zhí)行期間，其他事務(wù)修改了數(shù)據(jù)。例如，事務(wù) A 在讀取某一行數(shù)據(jù)后，事務(wù) B 修改了這行數(shù)據(jù)，并提交了。現(xiàn)在事務(wù) A 再次讀取相同的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)不同了，造成了不一致的現(xiàn)象。
假設(shè)你正在讀一本小說(shuō)，當(dāng)你讀到一部分內(nèi)容時(shí)，有人偷偷地在書的后面添加了一些新章節(jié)。如果你再次閱讀同一部分，你會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)容已經(jīng)改變了，因?yàn)橛行碌膬?nèi)容被添加進(jìn)來(lái)。這就像是“不可重復(fù)讀”：同樣的數(shù)據(jù)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了變化，導(dǎo)致你得到了不同的結(jié)果。
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幻讀（Phantom Read）：
幻讀是指在同一個(gè)事務(wù)內(nèi)，多次查詢同一范圍的數(shù)據(jù)時(shí)，得到不同的結(jié)果。這與不可重復(fù)讀類似，但幻讀關(guān)注的是數(shù)據(jù)的數(shù)量變化。例如，事務(wù) A 在查詢某個(gè)范圍內(nèi)的所有數(shù)據(jù)時(shí)，事務(wù) B 插入了新數(shù)據(jù)，并提交了?，F(xiàn)在事務(wù) A 再次查詢同一范圍的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)行的數(shù)量增加了，這就是幻讀。
想象你正在草地上采摘草莓，你數(shù)了一下有多少個(gè)成熟的草莓。然后你去拿一個(gè)籃子，當(dāng)你回來(lái)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一些新的草莓從草叢里冒出來(lái)，導(dǎo)致總數(shù)增加了。這就是“幻讀”：同一范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了變化，導(dǎo)致數(shù)量發(fā)生了變化。
事務(wù)的傳播行為
事務(wù)的傳播行為是指在多個(gè)事務(wù)邊界交互時(shí)，一個(gè)事務(wù)如何與另一個(gè)事務(wù)進(jìn)行交互和傳播。傳播行為定義了事務(wù)的范圍、邊界和嵌套關(guān)系，以確保事務(wù)的一致性和正確性。以下是幾種常見(jiàn)的事務(wù)傳播行為：
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PROPAGATION_REQUIRED（需要事務(wù)）：
這是默認(rèn)的傳播行為。如果當(dāng)前沒(méi)有事務(wù)，就創(chuàng)建一個(gè)新事務(wù)；如果已經(jīng)存在事務(wù)，就加入該事務(wù)。這意味著如果方法被調(diào)用時(shí)沒(méi)有事務(wù)，則會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新事務(wù)。如果方法已經(jīng)在事務(wù)中，則方法將使用已經(jīng)存在的事務(wù)。這樣做可以保證事務(wù)嵌套。
這就像您和朋友在一起制作一張拼圖。如果朋友已經(jīng)在拼圖上工作（存在事務(wù)），您會(huì)加入他的工作。如果沒(méi)有人在拼圖，您會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的拼圖，然后加入制作過(guò)程。這樣，無(wú)論之前是否有拼圖，您都可以保證最終拼圖是一張完整的。
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PROPAGATION_REQUIRES_NEW（需要新事務(wù)）：
無(wú)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)。如果方法已經(jīng)在事務(wù)中，則當(dāng)前事務(wù)會(huì)被掛起，新事務(wù)將創(chuàng)建。這樣做可以在方法執(zhí)行期間獨(dú)立于外部事務(wù)創(chuàng)建一個(gè)新的事務(wù)，確保完全隔離。
這就像您與朋友們一起在不同的活動(dòng)中度過(guò)周末。無(wú)論朋友們?cè)谧鍪裁椿顒?dòng)（存在事務(wù)），您都決定自己嘗試一項(xiàng)新活動(dòng)，不受其他人的影響。您可以全身心地投入新的活動(dòng)，不必?fù)?dān)心與其他活動(dòng)的沖突。
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PROPAGATION_NESTED（嵌套事務(wù)）：
如果當(dāng)前存在事務(wù)，則在該事務(wù)內(nèi)嵌套一個(gè)新事務(wù)。如果沒(méi)有事務(wù)，則行為類似于 PROPAGATION_REQUIRED。嵌套事務(wù)可以回滾到嵌套點(diǎn)，而不會(huì)影響外部事務(wù)。這樣可以實(shí)現(xiàn)更細(xì)粒度的事務(wù)管理。
想象您和家人一起做一個(gè)家庭項(xiàng)目，同時(shí)每個(gè)家庭成員也在做各自的小項(xiàng)目。您的小項(xiàng)目被嵌套在整個(gè)家庭項(xiàng)目中。您的項(xiàng)目可以獨(dú)立完成，但仍然受到家庭項(xiàng)目的影響。如果家庭項(xiàng)目失敗，您的項(xiàng)目也會(huì)受到影響。
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PROPAGATION_SUPPORTS（支持事務(wù)）：
如果當(dāng)前存在事務(wù)，則加入該事務(wù)；如果沒(méi)有事務(wù)，則以非事務(wù)方式執(zhí)行。這意味著方法將根據(jù)調(diào)用方的上下文來(lái)決定是否執(zhí)行在事務(wù)中。
這就像您加入一個(gè)跳繩團(tuán)隊(duì)的訓(xùn)練。如果其他人正在跳繩（存在事務(wù)），您可以選擇加入他們的活動(dòng)。如果沒(méi)有人在跳繩，您可以以非正式的方式自己練習(xí)，不需要參與到團(tuán)隊(duì)的事務(wù)中。
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PROPAGATION_NOT_SUPPORTED（不支持事務(wù)）：
以非事務(wù)方式執(zhí)行方法。如果當(dāng)前存在事務(wù)，則將其掛起，方法執(zhí)行完畢后恢復(fù)原事務(wù)。這樣可以保證方法的執(zhí)行不受外部事務(wù)的影響。
這就像您在休閑時(shí)間去運(yùn)動(dòng)，不受任何工作的干擾。無(wú)論別人是否在工作，您可以專注于自己的活動(dòng)，沒(méi)有事務(wù)的干擾。
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PROPAGATION_MANDATORY（強(qiáng)制性的事務(wù)）：
必須在一個(gè)已存在的事務(wù)中執(zhí)行，否則將拋出異常。這樣可以確保方法在事務(wù)上下文中被調(diào)用。
這就像您參加一個(gè)要求穿制服的活動(dòng)。您必須穿制服（存在事務(wù)）才能參與，否則將無(wú)法參加。
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PROPAGATION_NEVER（不允許事務(wù)）：
必須在非事務(wù)環(huán)境中執(zhí)行，否則將拋出異常。這樣可以確保方法不會(huì)被錯(cuò)誤地嵌套在事務(wù)中。
這就像您在一個(gè)休息時(shí)間內(nèi)，被告知不能工作。無(wú)論其他人是否在工作，您不能參與到事務(wù)中。
如何正確使用事務(wù)？
在應(yīng)用程序中，正確使用事務(wù)至關(guān)重要。以下是一些指導(dǎo)原則：
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小而短的事務(wù)：將事務(wù)保持盡可能小和短，以減少對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)資源的鎖定時(shí)間，提高并發(fā)性能。
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適當(dāng)?shù)母綦x級(jí)別：選擇適當(dāng)?shù)母綦x級(jí)別，平衡數(shù)據(jù)的一致性和性能需求。
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異常處理：捕獲和處理事務(wù)中的異常，以便在錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)能夠正確地回滾事務(wù)。
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批量操作：對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)，考慮使用批量操作，減少事務(wù)的數(shù)量，提高性能。
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事務(wù)嵌套：某些數(shù)據(jù)庫(kù)支持事務(wù)嵌套，但必須小心使用，確保正確的提交和回滾順序。文章來(lái)源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-662128.html
總結(jié)
事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理中保證數(shù)據(jù)一致性和完整性的重要工具。通過(guò)遵循 ACID 特性、正確使用事務(wù)操作和選擇適當(dāng)?shù)母綦x級(jí)別，我們可以確保應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)在并發(fā)環(huán)境下保持穩(wěn)定。深入理解和正確使用數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)，將使您的應(yīng)用更加可靠、穩(wěn)定和高效。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-662128.html
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