事務(wù)控制.png

本篇文章主要介紹的是 MySQL / JDBC 中的事務(wù)瑞你，為了方便讀者瀏覽酪惭，這里默認(rèn)需要讀者已經(jīng)掌握 SQL基礎(chǔ) 以及 JDBC 數(shù)據(jù)庫連接基礎(chǔ)。這部分的基礎(chǔ)也可以參考下面的鏈接進(jìn)行簡單的快速入門者甲。

• SQL 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)
• JDBC 基礎(chǔ)學(xué)習(xí)

1.概述

MySQL 事務(wù)主要用于處理操作量大春感，復(fù)雜度高的數(shù)據(jù)。比如說虏缸，在銀行轉(zhuǎn)賬系統(tǒng)中鲫懒，A -> B 轉(zhuǎn)賬 1000 元，這時(shí)就需要將 A 賬戶余額 -1000刽辙，對應(yīng)的 B 賬戶余額 +1000窥岩。這兩個(gè)操作過程必須同時(shí)執(zhí)行成功才能完成此操作，這樣扫倡，這些數(shù)據(jù)庫操作語句就構(gòu)成了一個(gè)事務(wù)谦秧。

• 在上面的舉例中如果 A 的賬戶余額 -1000 執(zhí)行完畢后竟纳，程序被中斷了（拋出異常、服務(wù)器宕機(jī)等）疚鲤，而 B 賬戶沒有 +1000 元锥累，這肯定是有問題的。
• 現(xiàn)在對事務(wù)應(yīng)該有一個(gè)了解了吧??事務(wù)中的多個(gè)操作集歇，或者全部執(zhí)行完畢桶略，或者全不執(zhí)行淘讥，不存在只執(zhí)行了一部分的情況掏婶。

2.事務(wù)的四大特性（ACID）

• 原子性（Atomicity）：事務(wù)中的所有操作是不可再分割的原子單位贯卦，事務(wù)中的所有操作是一個(gè)整體内狗，或者整體執(zhí)行成功耍共，亦或者整體執(zhí)行失敗砾隅。
• 一致性（Consistency）：事務(wù)執(zhí)行后储狭，數(shù)據(jù)庫狀態(tài)與其他業(yè)務(wù)規(guī)則保持一致熔掺。如轉(zhuǎn)賬業(yè)務(wù)纺荧，無論執(zhí)行成功與否旭愧，參與轉(zhuǎn)賬的兩個(gè)帳號余額值和應(yīng)該是不變的。
• 隔離性（Isolation）：在并發(fā)操作中宙暇，不同事務(wù)之間應(yīng)該隔離開來输枯，每個(gè)并發(fā)中的事務(wù)的執(zhí)行不會相互干擾。
• 持久性（Durability）：一旦事務(wù)提交成功占贫，事務(wù)中的所有數(shù)據(jù)更新必須被持久化到數(shù)據(jù)庫中桃熄，即使提交事務(wù)后，數(shù)據(jù)庫馬上崩潰型奥，在數(shù)據(jù)庫重新啟動時(shí)瞳收，也必須能保證通過某種機(jī)制恢復(fù)數(shù)據(jù)。

3.MySQL 中的事務(wù)

在默認(rèn)情況下桩引，MySQL 每執(zhí)行一條 SQL 語句缎讼，都是一個(gè)單獨(dú)的事務(wù)。如果需要在每一個(gè)事務(wù)中包含多條 SQL 語句的執(zhí)行坑匠，那么就需要開啟事務(wù)和結(jié)束事務(wù)血崭。

• 開啟事務(wù)：START TRANSACTION
• 結(jié)束事務(wù)：COMMIT 或 ROLLBACK
• 在執(zhí)行 SQL 語句之前，先執(zhí)行 START TRANSACTION 厘灼，則代表開啟了一個(gè)事務(wù)夹纫，然后執(zhí)行多條 SQL 語句，最后需要結(jié)束事務(wù)设凹，COMMIT 表示提交舰讹，即事務(wù)中的多條 SQL 語句所更改的數(shù)據(jù)會持久化到數(shù)據(jù)庫中∩林欤或者 ROLLBACK 表示回滾月匣，即回滾到事務(wù)的起點(diǎn)钻洒，將之前所做的所有操作撤銷。

Reiminder ???♂?
ROLLBACK 可以結(jié)束事務(wù)锄开，但不代表會將數(shù)據(jù)持久化到數(shù)據(jù)庫中素标，而只有 COMMIT 提交才可以將數(shù)據(jù)持久化到數(shù)據(jù)庫中。

• 測試表：

# 創(chuàng)建 Account 表
CREATE TABLE `Account` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(20) NOT NULL,
  `balance` decimal(10,0) NOT NULL,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `Account_id_uindex` (`id`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1;

# 插入數(shù)據(jù)
INSERT INTO Account (name, balance) VALUES ('A', 10000);
INSERT INTO Account (name, balance) VALUES ('B', 10000);
INSERT INTO Account (name, balance) VALUES ('C', 10000);

3.1 - COMMIT 測試

# 開啟事務(wù)
START TRANSACTION;

# 執(zhí)行事務(wù) SQL 語句
# SQL1
UPDATE Account
SET balance = balance - 1000
WHERE id = 1;
# SQL2
UPDATE Account
SET balance = balance + 1000
WHERE id = 2;

# 提交事務(wù)
COMMIT;

# 結(jié)果分析
1   A   9000
2   B   11000
3   C   10000

分析：提交事務(wù)后萍悴，更新的數(shù)據(jù)將被持久化到數(shù)據(jù)庫中头遭。

3.2 - ROOLBACK 測試

# 開啟事務(wù)
START TRANSACTION;

# 執(zhí)行事務(wù) SQL 語句
# SQL1
UPDATE Account
SET balance = balance - 1000
WHERE id = 1;
# SQL2
UPDATE Account
SET balance = balance + 1000
WHERE id = 2;

# 回滾事務(wù)
ROLLBACK;
# 提交事務(wù)
COMMIT;

# 結(jié)果分析
1   A   10000
2   B   10000
3   C   10000

分析：事務(wù)提交前執(zhí)行 ROLLBACK 回滾事務(wù)至 START TRANSACTION 時(shí)的狀態(tài)，所以持久化后數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)沒有被改變癣诱。

3.3 - 事務(wù)不提交測試

# 開啟事務(wù)
START TRANSACTION;

# 執(zhí)行事務(wù) SQL 語句
# SQL1
UPDATE Account
SET balance = balance - 1000
WHERE id = 1;
# SQL2
UPDATE Account
SET balance = balance + 1000
WHERE id = 2;

# 輸出結(jié)果
SELECT *
FROM Account;

# 控制臺打印數(shù)據(jù)
1   A   9000
2   B   11000
3   C   10000

# 結(jié)果分析（數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)）
1   A   10000
2   B   10000
3   C   10000

分析：在執(zhí)行了 SQL 語句后计维，在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)已經(jīng)被修改了，但是由于沒有提交事務(wù)撕予，所以數(shù)據(jù)沒有被持久化到數(shù)據(jù)庫中鲫惶。

4.并發(fā)事務(wù)問題

• 臟讀（Dirty Read）：在事務(wù)的執(zhí)行過程中，讀取到了其他事務(wù)的 未提交 的數(shù)據(jù)实抡，即讀到了臟數(shù)據(jù)剑按。
• 不可重復(fù)讀（Unrepeatable Read）：在事務(wù)的執(zhí)行過程中，讀到了其他事務(wù) 修改后 的數(shù)據(jù)澜术，換句話說在該事務(wù)中的不同時(shí)間點(diǎn)讀取到了不一致的數(shù)據(jù)，即不可重復(fù)讀猬腰。
• 幻讀/虛讀（Phantom Read）：在事務(wù)的執(zhí)行過程中鸟废，讀取到了其他事務(wù)對 記錄數(shù) 修改后的數(shù)據(jù)，對同一張表的兩次查詢的 COUNT(*) 不一致姑荷。
• 不可重復(fù)讀與幻讀的區(qū)別：
  • 不可重復(fù)讀：強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù) 內(nèi)容 的不一致盒延，主要針對 UPDATE 的修改。
  • 幻讀：強(qiáng)調(diào)的是 記錄數(shù) 的不一致鼠冕，主要針對 INSERT/DELETE 的修改添寺。

5.四大隔離級別

剛剛我們介紹了事務(wù)并發(fā)時(shí)可能出現(xiàn)的各種問題，其實(shí)可以發(fā)現(xiàn)是違背了事務(wù)的 隔離性 的要求所引起的懈费，所以我們需要通過事務(wù)的隔離來解決這個(gè)問題计露，下面我們就來介紹一下事務(wù)的四大隔離級別。

• 串行化（SERIALIZABLE）：
  • 概述：對數(shù)據(jù)串行的訪問憎乙，非并發(fā)訪問票罐。
  • 特點(diǎn)：不會出現(xiàn)任何并發(fā)問題，性能最差泞边。
  • 理解：在當(dāng)前串行化事務(wù)中该押，如果有其他事務(wù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行了增刪改操作，當(dāng)前事務(wù)讀取數(shù)據(jù)會被阻塞阵谚，需要等到其他事務(wù)結(jié)束后（ROLLBACK/COMMIT）才能執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取蚕礼。
• 可重復(fù)讀（REPEATABLE READ）：
  • 概述：在一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行過程中烟具，能保證讀取到數(shù)據(jù)的一致性，是 MySQL 中使用的 InnoDB 存儲引擎默認(rèn)的隔離級別奠蹬。
  • 特點(diǎn)：可避免臟讀和不可重復(fù)讀朝聋，不能避免幻讀問題，并發(fā)式讀取訪問罩润，性能比串行化好玖翅。
  • 理解：在一個(gè)事務(wù)內(nèi)，鎖定讀取割以，通過保存第一次讀取的快照（snapshot）金度，保證每次讀取的數(shù)據(jù)一致。
• 讀已提交（READ COMMITTED）：
  • 概述：在一個(gè)事務(wù)內(nèi)严沥，可以讀取到其他事務(wù)已經(jīng)提交的數(shù)據(jù)猜极，性能優(yōu)于可重復(fù)讀（REPEATABLE READ），Oracle 數(shù)據(jù)庫中的默認(rèn)隔離級別消玄。
  • 特點(diǎn)：可避免臟讀跟伏，不能避免不可重復(fù)讀和幻讀問題，并發(fā)式訪問讀取翩瓜，性能比可重復(fù)讀好受扳。
  • 理解：MySQL中與 Oracle 的該隔離級別，通過讀取新鮮的快照（fresh snapshot）來讀取其他事務(wù)已提交的更新內(nèi)容兔跌。
• 讀未提交（READ UNCOMMITTED）：
  • 概述：在一個(gè)事務(wù)內(nèi)勘高，可以讀取到其他事務(wù)沒有提交的修改內(nèi)容，即臟讀（Dirty Read）坟桅。
  • 特點(diǎn)：不能避免任何并發(fā)事務(wù)的問題华望，性能最好。
  • 理解：在 SERIALIZBLE 的事務(wù)隔離級別仅乓，InnoDB 存儲引擎會對每個(gè) SELECT 語句后自動加上 LOCK IN SHARE MODE赖舟，即給每個(gè)讀取操作加一個(gè)共享鎖，因此在這個(gè)事務(wù)隔離級別下夸楣，讀占用鎖了宾抓，一致性的非鎖定讀不再予以支持，一般不會在本地事務(wù)中使用 SERIALIZBLE 的隔離級別豫喧，SERIALIZABLE 的事務(wù)隔離級別主要用于 InnoDB 存儲引擎的分布式事務(wù)洞慎。

6.MySQL 各隔離級別的并發(fā)事務(wù)測試

• 查看隔離級別：MySQL 默認(rèn)隔離級別是 REPEATABLE-READ，可以通過 SELECT @@TX_ISOLATION; 查看隔離級別嘿棘。

• 設(shè)置隔離級別：SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL xxx;

• 測試表及數(shù)據(jù)

6.1 - 串行化測試

• 測試版本：MySQL Server 5.7
• 測試環(huán)境：

# 設(shè)置窗口 2 隔離級別為 串行化
SET SESSION TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE;
# 特別的 -> 窗口 1 的隔離級別不需要特別設(shè)置劲腿。
# 我們演示是通過窗口 1 進(jìn)行修改數(shù)據(jù)值，在窗口 2 來觀察結(jié)果的鸟妙。

串行化測試

值得注意??在第 3 步焦人，窗口 1 執(zhí)行 INSERT 插入了一條數(shù)據(jù)挥吵，而后第 4 步窗口 2 執(zhí)行 SELECT 操作會被阻塞（避免幻讀），直到窗口 1 事務(wù)結(jié)束（COLLBACK/COMMIT）后才會被執(zhí)行花椭。
特別的??當(dāng)窗口 2 一旦執(zhí)行過 SELECT 操作后忽匈，如果有其他事務(wù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改操作都將被阻塞（可重復(fù)讀的保證），直到該串行化事務(wù)結(jié)束后才會被執(zhí)行矿辽。

6.2 - 可重復(fù)讀測試

可重復(fù)讀測試

與串行化類似的是丹允，當(dāng)窗口 2 執(zhí)行步驟 3 讀操作后，查詢的結(jié)果將被鎖定袋倔。當(dāng)其他事務(wù)要對該鎖定數(shù)據(jù)執(zhí)行更改操作時(shí)都將會被阻塞雕蔽，所以當(dāng)窗口 1 執(zhí)行步驟 4 時(shí)將會被阻塞，從而保證了可重復(fù)讀宾娜。

6.3 - 讀已提交測試

讀已提交測試

當(dāng)步驟 4 修改了 balance 值時(shí)批狐，此時(shí)還未提交，所以步驟 5 查詢到的結(jié)果并沒有改變（讀已提交）前塔，而在步驟 7 查詢到了窗口 1 改變的結(jié)果嚣艇，因?yàn)榇藭r(shí)窗口 1 的事務(wù)已經(jīng)提交。
特別的??在窗口 2 事務(wù)的執(zhí)行過程中华弓，步驟 3 與步驟 7 查詢到了不同的結(jié)果食零，由此可以看出這是與可重復(fù)讀的重要區(qū)別。

6.4 - 讀未提交測試

讀未提交測試

步驟 4 中窗口 1 事務(wù)修改了數(shù)據(jù)寂屏，步驟 5 中窗口 2 事務(wù)讀取到了修改后的數(shù)據(jù)慌洪，此時(shí)窗口 1 事務(wù)還未提交，因此讀取到的是 臟數(shù)據(jù)凑保，該隔離級別不能避免任何的并發(fā)事務(wù)問題。

7.JDBC 事務(wù)

剛剛我們介紹了在 MySQL 中對事務(wù)進(jìn)行的操作涌攻，而 JDBC 中 也必然有與對應(yīng)的方式進(jìn)行事務(wù)控制欧引，下面我們介紹一下 JDBC 中對事務(wù)的控制。

• 在 JDBC 中處理事務(wù)都是通過 Connection 完成的恳谎。
• 同一個(gè)事務(wù)中的所有的操作芝此，都是使用同一個(gè) Connection 對象。

7.1 - 開啟事務(wù)

• 方法：void setAutoCommit(boolean autoCommit)

讀讀 API ??
If a connection is in auto-commit mode, then all its SQL statements will be executed and committed as individual transactions. Otherwise, its SQL statements are grouped into transactions that are terminated by a call to either the method commit or the method rollback. By default, new connections are in auto-commit mode.

• 如果 connection 處于自動提交模式因痛，會將每一條 SQL 語句作為一個(gè)單獨(dú)的事務(wù)提交（commit）婚苹；否則，其 SQL 語句可以通過調(diào)用 commit() 方法或 rollback() 方法終止事務(wù)鸵膏。默認(rèn)是自動提交模式膊升。

Reminder ???♂?
Java 還特別指出：對于 DML 語句，例如插入谭企、 更新或刪除和 DDL 語句廓译，該語句是完整的盡快它執(zhí)行完评肆。
Select 語句，該語句完成時(shí)關(guān)閉關(guān)聯(lián)的 ResultSet非区。

7.2 - 提交事務(wù)

• 方法：commit()

讀讀 API ??
Makes all changes made since the previous commit/rollback permanent and releases any database locks currently held by this Connection object. This method should be used only when auto-commit mode has been disabled.

• 提交自上次提交后的所有更改瓜挽，并釋放目前此連接對象的任何 數(shù)據(jù)庫鎖。
• 只有當(dāng)禁用了自動提交時(shí)此方法有效征绸。

7.3 - 回滾事務(wù)

• 方法：rollback()

讀讀 API ??
Undoes all changes made in the current transaction and releases any database locks currently held by this Connection object. This method should be used only when auto-commit mode has been disabled.

• 撤銷對當(dāng)前事務(wù)中所做的所有更改久橙，并釋放目前此連接對象持有的任何 數(shù)據(jù)庫鎖。
• 只有當(dāng)禁用了自動提交時(shí)此方法有效管怠。

7.4 - 設(shè)置保存點(diǎn)

• 方法：Savepoint setSavepoint(String name)

讀讀 API ??
Creates a savepoint with the given name in the current transaction and returns the new Savepoint object that represents it.
if setSavepoint is invoked outside of an active transaction, a transaction will be started at this newly created savepoint.

• 在當(dāng)前事務(wù)中創(chuàng)建一個(gè)指定名稱的保存點(diǎn)淆衷，并返回一個(gè)用來表示它的新的保存點(diǎn)對象。
• 如果該方法在一個(gè)事務(wù)外被調(diào)用時(shí)排惨，將在這個(gè)新創(chuàng)建的保存點(diǎn)啟動事務(wù)吭敢。

7.5 - 事務(wù)回滾

• 不帶保存點(diǎn)的 JDBC 事務(wù)的基本格式：

try {
    connection.setAutoCommit(false);    // 禁用自動提交
    ...
    ...
    connection.commit();    // 在 try 的末尾提交
} catch() {
    connection.rollback();  // 事務(wù)執(zhí)行中斷則回滾
}

• 代碼示例：

public static void transfer(boolean b) throws Throwable {
    Connection connection = null;
    PreparedStatement preparedStatement = null;

    try {
        connection = JdbcUtils.getConnection();
        // 禁用自動提交
        connection.setAutoCommit(false);

        String sql = "UPDATE Account SET balance = balance + ? WHERE id = ?";
        preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);

        // 操作 1
        preparedStatement.setDouble(1, -10000);
        preparedStatement.setInt(2, 1);
        preparedStatement.executeUpdate();

        // 在事務(wù)的兩個(gè)操作中拋出異常，中斷事務(wù)內(nèi)務(wù)的執(zhí)行
        if (b) {
            throw new Exception();
        }

        // 操作 2
        preparedStatement.setDouble(1, 10000);
        preparedStatement.setInt(2, 2);
        preparedStatement.executeUpdate();

        // 提交事務(wù)
        connection.commit();
    } catch (Exception e) {
        try {
            if (connection != null) {
                connection.rollback();
            }
        } catch (SQLException e1) {
            e1.printStackTrace();
        }
        throw new RuntimeException();
    } finally {
        JdbcUtils.release(connection, preparedStatement);
    }
}

7.6 - 回滾到保存點(diǎn)

• 概述：保存點(diǎn)（savePoint） 是 JDBC 3.0 的 API暮芭，其要求數(shù)據(jù)庫支持以保存點(diǎn)方式的的回滾鹿驼。
• 檢查方法：boolean b = connection.getMetaData().supportsSavepoints();
• 回滾到保存點(diǎn)方法：void rollback(Savepoint savepoint)
• 作用：保存點(diǎn)的作用是將事務(wù)回滾到指定的保存點(diǎn)。需要在事務(wù)中先設(shè)置好保存點(diǎn)辕宏，然后回滾時(shí)通過 Savepoint 回滾到指定的保存點(diǎn)畜晰，而不是回滾整個(gè)事務(wù)。

Reminder ???♂?
回滾到指定的保存點(diǎn)并沒有結(jié)束事務(wù)瑞筐，只有回滾了整個(gè)事務(wù)才會結(jié)束事務(wù)凄鼻。

• 代碼示例：

    /*
     * 李四對張三說，如果你給我轉(zhuǎn)1W聚假，我就給你轉(zhuǎn)100W块蚌。
     * ==========================================
     * 
     * 張三給李四轉(zhuǎn)1W（張三減去1W，李四加上1W）
     * 設(shè)置保存點(diǎn)膘格！
     * 李四給張三轉(zhuǎn)100W（李四減去100W峭范，張三加上100W）
     * 查看李四余額為負(fù)數(shù)，那么回滾到保存點(diǎn)瘪贱。
     * 提交事務(wù)
     */
private static void savepoint() throws RuntimeException {
    Connection connection = null;
    PreparedStatement preparedStatement = null;

    try {
        connection = JdbcUtils.getConnection();
        // 禁用自動提交
        connection.setAutoCommit(false);

        String sql = "UPDATE Account SET balance = balance + ? WHERE name = ?";
        preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);

        // 操作1（張三減去1W）
        preparedStatement.setDouble(1, -10000);
        preparedStatement.setString(2, "zs");
        preparedStatement.executeUpdate();

        // 操作2（李四加上1W）
        preparedStatement.setDouble(1, 10000);
        preparedStatement.setString(2, "ls");
        preparedStatement.executeUpdate();

        // 設(shè)置表存點(diǎn)
        Savepoint savepoint = connection.setSavepoint();

        // 操作3（李四減去100W）
        preparedStatement.setDouble(1, -1000000);
        preparedStatement.setString(2, "ls");
        preparedStatement.executeUpdate();

        // 操作4（張三加上100W）
        preparedStatement.setDouble(1, 1000000);
        preparedStatement.setString(2, "zs");
        preparedStatement.executeUpdate();

        // 操作5（查看李四余額）
        sql = "SELECT balance FROM Account WHERE name = ?";
        preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
        preparedStatement.setString(1, "ls");
        ResultSet resultSet = preparedStatement.executeQuery();
        double balance = 0;
        if (resultSet.next()) {
            balance = resultSet.getDouble("balance");
        }

        // 如果李四的余額為負(fù)數(shù)纱控，那么回滾到指定保存點(diǎn)
        if (balance < 0) {
            connection.rollback(savepoint);
            System.out.println("張三你上當(dāng)了");
        }

        // 提交事務(wù)
        connection.commit();

    } catch (SQLException e) {
        // 回滾事務(wù)
        if (connection != null) {
            try {
                connection.rollback();
            } catch (SQLException e1) {
                e1.printStackTrace();
            }
        }
        throw new RuntimeException();
    } finally {
        JdbcUtils.release(connection, preparedStatement);
    }
}

悄悄話 ??

• 年后的學(xué)習(xí)節(jié)奏變得非常之快，導(dǎo)致最近也很久沒有與大家分享技術(shù)筆記了菜秦，最近學(xué)習(xí)了 JavaWeb 的 HTML甜害、CSS、JS球昨、MySQL尔店、Tomcat、Servlet、JSP 等等內(nèi)容闹获，哪一個(gè)技術(shù)拿出來都應(yīng)該可以讓我來研究一陣子了期犬，怎奈進(jìn)度太快也只能是抓大放小。最近在數(shù)據(jù)庫階段的事務(wù)控制的部分我比較感興趣并做了一些小實(shí)驗(yàn)避诽，覺得有一些意義龟虎，所以來與大家分享一下。
• 后面的 Cookie沙庐、Session 技術(shù)也是我覺得理解的比較深入的一個(gè)技術(shù)點(diǎn)鲤妥，我會留在下次的更新中進(jìn)行分享。

彩蛋 ??

• 最近在整理一些 JavaWeb 成長之路 的一些學(xué)習(xí)筆記拱雏，本篇是 Database 系列中的一篇棉安，今后還會與大家分享 JavaWeb 中的一系列的技術(shù)，有興趣的朋友可以關(guān)注我的專題铸抑，一同學(xué)習(xí)贡耽。

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