MySQL数据库事务详解

 

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事务的概念

事务指逻辑上的一组操作,组成这组操作的各个单元,要不全部成功,要不全部不成功。 
例如:A向B转账100元,对应于如下两条sql语句:

update from account set money=money+100 where name='b';
update from account set money=money-100 where name='a';
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数据库默认事务是自动提交的,也就是发一条sql它就执行一条,如果想多条sql放在一个事务中执行,则需要使用如下语句:

start transaction
…
…
commit
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数据库开启事务命令:

  • start transaction :开启事务
  • rollback:回滚事务
  • commit:提交事务

MySQL数据库中操作事务命令

编写测试SQL脚本,如下:

/* 创建数据库 */
create database day16;

use day16;

/* 创建账户表 */
create table account 
(
    id int primary key auto_increment,
    name varchar(40),
    money float
) character set utf8 collate utf8_general_ci;

/* 插入测试数据 */
insert into account(name,money) values('aaa',1000);
insert into account(name,money) values('bbb',1000);
insert into account(name,money) values('ccc',1000); 
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下面我们在MySQL数据库中模拟aaa向bbb转帐这个业务场景。

  • 开启事务(start transaction) 
    使用”start transaction”开启MySQL数据库的事务,如下所示: 
    这里写图片描述 
    我们首先在数据库中模拟转账失败的场景,首先执行update语句让aaa用户的money减少100块钱,如下图所示: 
    这里写图片描述 
    现在假设程序抛出异常,也即该链接断了,代码块没有完成,此时数据库会自动回滚掉此sql语句造成的影响,也就是说这条sql语句没有执行。我们现在就来模拟这种情况,我们关闭当前操作的dos命令行窗口,这样就导致了刚才执行的update语句的数据库的事务没有被提交,那么我们对aaa用户的修改就不算是真正的修改了,下次在查询aaa用户的money时,依然还是之前的1000,如下图所示: 
    这里写图片描述

  • 提交事务(commit) 
    下面我们在数据库模拟aaa向bbb转账成功的场景。 
    这里写图片描述 
    我们手动提交(commit)数据库事务之后,aaa向bbb转账100块钱的这个业务操作算是真正成功了,aaa账户中少了100,bbb账户中多了100。

  • 回滚事务(rollback) 
    这里写图片描述 
    通过手动回滚事务,让所有的操作都失效,这样数据就会回到最初的初始状态!

JDBC中使用事务

当Jdbc程序向数据库获得一个Connection对象时,默认情况下这个Connection对象会自动向数据库提交在它上面发送的SQL语句。若想关闭这种默认提交方式,让多条SQL在一个事务中执行,可使用下列的JDBC控制事务语句:

  • Connection.setAutoCommit(false); //开启事务(start transaction)
  • Connection.rollback(); //回滚事务(rollback)
  • Connection.commit(); //提交事务(commit)

JDBC使用事务范例

在JDBC代码中演示银行转帐案例,使如下转帐操作在同一事务中执行:

update from account set money=money-100 where name=‘aaa’;
update from account set money=money+100 where name=‘bbb’;
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  • 模拟aaa向bbb转账成功时的业务场景

    public class Demo1 {
    
        /*
         * a--->b转100元
         */
        public static void main(String[] args) throws SQLException {
    
            Connection conn = null;
            PreparedStatement st = null;
            ResultSet rs = null;
    
            try {
                conn = JdbcUtils.getConnection();
                conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务
    
                String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
                String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
    
                st = conn.prepareStatement(sql1);
                st.executeUpdate();
    
                st = conn.prepareStatement(sql2);
                st.executeUpdate();
    
                conn.commit();
            } finally {
                JdbcUtils.release(conn, st, rs);
            }
        }
    
    }
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  • 模拟aaa向bbb转账过程中出现异常导致有一部分SQL执行失败后让数据库自动回滚事务

    public class Demo1 {
    
        /*
         * a--->b转100元
         */
        public static void main(String[] args) throws SQLException {
    
            Connection conn = null;
            PreparedStatement st = null;
            ResultSet rs = null;
    
            try {
                conn = JdbcUtils.getConnection();
                conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务
    
                String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
                String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
    
                st = conn.prepareStatement(sql1);
                st.executeUpdate();
    
                int x = 1/0; // 程序运行到这个地方抛异常,后面的代码就不执行,数据库没有收到commit命令
    
                st = conn.prepareStatement(sql2);
                st.executeUpdate();
    
                conn.commit();
            } finally {
                JdbcUtils.release(conn, st, rs);
            }
        }
    
    }
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  • 模拟aaa向bbb转账过程中出现异常导致有一部分SQL执行失败时手动通知数据库回滚事务

    public class Demo1 {
    
        /*
         * a--->b转100元
         */
        public static void main(String[] args) throws SQLException {
    
            Connection conn = null;
            PreparedStatement st = null;
            ResultSet rs = null;
    
            try {
                conn = JdbcUtils.getConnection();
                conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务
    
                String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
                String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
    
                st = conn.prepareStatement(sql1);
                st.executeUpdate();
    
                int x = 1/0; // 程序运行到这个地方抛异常,后面的代码就不执行,数据库没有收到commit命令
    
                st = conn.prepareStatement(sql2);
                st.executeUpdate();
    
                conn.commit();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                conn.rollback(); // 捕获到异常之后手动通知数据库执行回滚事务的操作
            } finally {
                JdbcUtils.release(conn, st, rs);
            }
        }
    
    }
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设置事务回滚点

在开发中,有时候可能需要手动设置事务的回滚点,在JDBC中使用如下的语句设置事务回滚点:

Savepoint sp = conn.setSavepoint();
Conn.rollback(sp);
Conn.commit(); // 回滚后必须通知数据库提交事务
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设置事务回滚点范例:

public class Demo2 {

    // 事务回滚点概念
    public static void main(String[] args) throws SQLException {

        Connection conn = null;
        PreparedStatement st = null;
        ResultSet rs = null;
        Savepoint sp = null;

        try {
            conn = JdbcUtils.getConnection(); // MySQL默认的隔离级别——REPEATABLE-READ,并且是严格遵循数据库规范设计的,即支持4种隔离级别
                                              // Oracle默认的隔离级别——Read committed,并且不支持这4种隔离级别,只支持这4种隔离级别中的2种,Read committed和Serializable
            // conn.setTransactionIsolation(); // 相当于设置CMD窗口的隔离级别
            conn.setAutoCommit(false); // 相当于start transaction,开启事务

            // 不符合实际需求
            String sql1 = "update account set money=money-100 where name='aaa'";
            String sql2 = "update account set money=money+100 where name='bbb'";
            String sql3 = "update account set money=money+100 where name='ccc'";

            st = conn.prepareStatement(sql1);
            st.executeUpdate();
            /*
             * 只希望回滚掉这一条sql语句,上面那条sql语句让其执行成功
             * 这时可设置事务回滚点
             */
            sp = conn.setSavepoint();

            st = conn.prepareStatement(sql2);
            st.executeUpdate();

            int x = 1/0; // 程序运行到这个地方抛异常,后面的代码就不执行,数据库没有收到commit命令

            st = conn.prepareStatement(sql3);
            st.executeUpdate();

            conn.commit();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            conn.rollback(sp); // 回滚到sp点,sp点上面的sql语句发给数据库执行,由于数据库没收到commit命令,数据库又会自动将这条sql语句的影响回滚掉,所以回滚完,一定要记得commit命令。
            conn.commit(); // 手动回滚后,一定要记得提交事务
        } finally {
            JdbcUtils.release(conn, st, rs);
        }
    }
}
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事务的四大特性(ACID)

  • 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。
  • 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。还要一种说法是事务前后数据的完整性必须保持一致。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。
  • 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。
  • 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。

事务的隔离级别

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。 
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。

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:

  • 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 while name=‘b’;    
    2.update account set money=money-100 while name=‘a’;
    
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    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。

  • 不可重复读 
    在一个事务内读取表中的某一行数据,多次读取结果不同。(一个事务读取到了另外一个事务提交的数据) 
    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。可将例子简化为:读表中某一行数据,例如a账户第一次读为1000,第二次读为1100。 
    不可重复读脏读的区别是,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,当然是以后面的结果为准了。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。
  • 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。可将例子简化为:读整个表,即表的行数,例如第一次读某个表有3条记录,第二次读该表又有4条记录

数据库共定义了四种隔离级别,应用《高性能mysql》一书中有说明: 
这里写图片描述
这里写图片描述
这里写图片描述

  • Serializable(串行化):可避免脏读、不可重复读、虚读情况的发生。
  • Repeatable read(可重复读):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。

总结:在MySQL中,实现了这四种隔离级别,分别有可能产生问题如下所示: 
这里写图片描述

下面说说修改事务隔离级别的方法:

  1. 全局修改,修改my.ini(或mysql.ini)配置文件,在最后加上

    
    #可选参数有:READ-UNCOMMITTED, READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, SERIALIZABLE.
    
    [mysqld]
    transaction-isolation = REPEATABLE-READ
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    注意:MySQL默认的隔离级别为REPEATABLE-READ,并且是严格遵循数据库规范设计的,即支持4种隔离级别;Oracle默认的隔离级别为Read committed,并且不支持这4种隔离级别,只支持这4种隔离级别中的2种,Read committed和Serializable

  2. 对当前session修改,在登录mysql客户端后,执行命令:

    set session transaction isolation level read uncommitted; // 设置当前事务隔离级别
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    注意:session是不能掉的,不然你设置不会成功,MySQL的隔离级别还是默认的隔离级别——REPEATABLE-READ,如下所示: 
    这里写图片描述

查询当前事务隔离级:

select @@tx_isolation; // 查询当前事务隔离级别
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下面,将利用MySQL的客户端程序,分别测试几种隔离级别。测试数据库为day16,表为account;表如下: 
这里写图片描述 
两个命令行客户端分别为a(黑色背景窗口),b(蓝色背景窗口);不断改变b的隔离级别,在a端修改数据。

  • 将b的隔离级别设置为read uncommitted(未提交读) 
    在a未更新数据之前,b客户端 
    这里写图片描述 
    a更新数据,a向b转帐100元 
    这里写图片描述 
    此时b查询自己的帐户,就会发现自己多了100元钱,出现了脏读(这个事务读取到了别的事务未提交的数据) 
    这里写图片描述 
    如果a等b走后再回滚  
    这里写图片描述 
    此时b查询自己的帐户,发现又少掉了100元钱,两次读取的数据不一样,出现不可重复读现象 
    这里写图片描述 
    a提交完事务,再开启一个事务,向表account中新增一条记录 
    这里写图片描述 
    此时b再次查询account表,发现表account中多了一条记录,出现幻读现象 
    这里写图片描述
  • 将客户端b的事务隔离级别设置为read committed(已提交读) 
    在a未更新数据之前,b客户端 
    这里写图片描述 
    a更新数据,a向b转帐100元 
    这里写图片描述 
    b查询自己的帐户,金额没有发生任何变化,说明已提交读隔离级别解决了脏读的问题 
    这里写图片描述 
    a此刻提交事务 
    这里写图片描述 
    b再次查询自己的帐户,发现自己又多了100元钱,这时就发生不可重复读(指这个事务读取到了别的事务提交的数据) 
    这里写图片描述 
    a再开启一个事务,向表account中新增一条记录 
    这里写图片描述 
    然后b再次查询account表,发现表account中多了一条记录,出现幻读现象 
    这里写图片描述
  • 将b的隔离级别设置为repeatable read(可重复读) 
    在a未更新数据之前,b客户端 
    这里写图片描述 
    a更新数据,a向b转帐100元 
    这里写图片描述 
    b查询自己的帐户,金额没有发生任何变化,这说明repeatable read这种级别可避免脏读 
    这里写图片描述 
    a此刻提交事务 
    这里写图片描述 
    b再次查询自己的帐户,金额没有发生任何变化,这说明repeatable read这种级别还可以避免不可重复读 
    这里写图片描述 
    a再开启一个事务,向表account中新增一条记录 
    这里写图片描述 
    然后b再次查询account表,发现表中可能会多出一条ddd的记录(也有可能不会多出一条ddd的记录,我测试时就是这种情况),这就发生了虚读,也就是在这个事务内读取了别的事务插入的数据(幻影数据) 
    这里写图片描述
  • 将b的隔离级别设置为可串行化 (Serializable) 
    为可串行化 (Serializable)均可避免脏读、不可重复读、幻读。避免脏读和不可重复读的情况我就不测试了,测试步骤同上,下面我重点讲解可串行化 (Serializable)避免幻读的情况。 
    事务b端 
    这里写图片描述 
    事务a端 
    这里写图片描述 
    因为此时事务b的隔离级别设置为serializable,开始事务后,并没有提交,所以事务a只能等待。 
    事务b提交事务,事务b端 
    这里写图片描述 
    事务a端 
    这里写图片描述  
    serializable完全锁定字段,若一个事务来查询同一份数据就必须等待,直到前一个事务完成并解除锁定为止,是完整的隔离级别,会锁定对应的数据表格,因而会有效率的问题。 
    结论:Serializable隔离级别,虽然可避免所有问题,但性能、效率是最低的,原因是它采取的是锁表的方式,即单线程的方式,即有一个事务来操作这个表了,另外一个事务只能等在外面进不来

下面,将利用Java程序来测试Serializable隔离级别。

public class Demo3 {

    public static void main(String[] args) throws SQLException, InterruptedException {

        Connection conn = null;
        PreparedStatement st = null;
        ResultSet rs = null;
        Savepoint sp = null;

        try {
            conn = JdbcUtils.getConnection();
            conn.setTransactionIsolation(Connection.TRANSACTION_SERIALIZABLE); // 相当于设置CMD窗口的隔离级别
            conn.setAutoCommit(false);

            String sql = "select * from account";
            conn.prepareStatement(sql).executeQuery();

            // 故意让程序睡眠20秒,睡眠20秒之后事务才结束,程序运行完
            Thread.sleep(1000*20);

            conn.commit();
        } finally {
            JdbcUtils.release(conn, st, rs);
        }
    }

}
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程序运行,同时在客户端开启一个事务,插入一条记录,需要等待一段时间才能插入进去。

posted @ 2017-02-22 15:23  黄小斜  阅读(14024)  评论(0编辑  收藏