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数据库事务详解-spring事务基础

www.MyException.Cn  网友分享于:2013-08-22  浏览:0次
数据库事务详解--spring事务基础

数据库事务中的隔离级别和锁

数据库事务在后端开发中占非常重要的地位,如何确保数据读取的正确性、安全性也是我们需要研究的问题。
ACID
首先总结一下数据库事务正确执行的四个要素(ACID):

原子性(Atomicity):即事务是不可分割的最小工作单元,事务内的操作要么全做,要么全不做,不能只做一部分;
一致性(Consistency):在事务执行前数据库的数据处于正确的状态,而事务执行完成后数据库的数据还是处于正确的状态,即数据完整性约束没有被破坏;比如我们做银行转账的相关业务,A转账给B,要求A转的钱B一定要收到。如果A转了钱而B没有收到,那么数据库数据的一致性就得不到保障,在做高并发业务时要注意合理的设计。
隔离性(Isolation):并发事务执行之间无影响,在一个事务内部的操作对其他事务是不产生影响,这需要事务隔离级别来指定隔离性;
持久性(Durability):事务一旦执行成功,它对数据库的数据的改变必须是永久的,不会因各种异常导致数据不一致或丢失。
事务隔离级别
大部分数据库事务操作都是并发执行的,这就可能遇到下面的几种问题:

丢失更新:两个事务同时更新一行数据,最后一个事务的更新会覆盖掉第一个事务的更新,从而导致第一个事务更新的数据丢失,后果比较严重。一般是由于没加锁的原因造成的。
脏读(Dirty reads):一个事务A读取到了另一个事务B还没有提交的数据,并在此基础上进行操作。如果B事务rollback,那么A事务所读取到的数据就是不正确的,会带来问题。
不可重复读(Non-repeatable reads):在同一事务范围内读取两次相同的数据,所返回的结果不同。比如事务B第一次读数据后,事务A更新数据并commit,那么事务B第二次读取的数据就与第一次是不一样的。
幻读(Phantom reads):一个事务A读取到了另一个事务B新提交的数据。比如,事务A对一个表中所有行的数据按照某规则进行修改(整表操作),同时,事务B向表中插入了一行原始数据,那么后面事务A再对表进行操作时,会发现表中居然还有一行数据没有被修改,就像发生了幻觉,飘飘欲仙一样。
注意:不可重复读和幻读的区别是,不可重复读对应的表的操作是更改(UPDATE),而幻读对应的表的操作是插入(INSERT),两种的应对策略不一样。对于不可重复读,只需要采用行级锁防止该记录被更新即可,而对于幻读必须加个表级锁,防止在表中插入数据。有关锁的问题,下面会讨论。

为了处理这几种问题,SQL定义了下面的4个等级的事务隔离级别:

未提交读(READ UNCOMMITTED ):最低隔离级别,一个事务能读取到别的事务未提交的更新数据,很不安全,可能出现丢失更新、脏读、不可重复读、幻读;
提交读(READ COMMITTED):一个事务能读取到别的事务提交的更新数据,不能看到未提交的更新数据,不会出现丢失更新、脏读,但可能出现不可重复读、幻读;
可重复读(REPEATABLE READ):保证同一事务中先后执行的多次查询将返回同一结果,不受其他事务影响,不可能出现丢失更新、脏读、不可重复读,但可能出现幻读;
序列化(SERIALIZABLE):最高隔离级别,不允许事务并发执行,而必须串行化执行,最安全,不可能出现更新、脏读、不可重复读、幻读,但是效率最低。
隔离级别越高,数据库事务并发执行性能越差,能处理的操作越少。所以一般地,推荐使用REPEATABLE READ级别保证数据的读一致性。对于幻读的问题,可以通过加锁来防止。
MySQL支持这四种事务等级,默认事务隔离级别是REPEATABLE READ。Oracle数据库支持READ COMMITTED 和 SERIALIZABLE这两种事务隔离级别,所以Oracle数据库不支持脏读。Oracle数据库默认的事务隔离级别是READ COMMITTED。

各种锁
下面总结一下MySQL中的锁,有好几种分类。其它RDBMS也差不多是这样。
首先最重要的分类就是乐观锁(Optimistic Lock)和悲观锁(Pessimistic Lock),这实际上是两种锁策略。
乐观锁,顾名思义就是非常乐观,非常相信真善美,每次去读数据都认为其它事务没有在写数据,所以就不上锁,快乐的读取数据,而只在提交数据的时候判断其它事务是否搞过这个数据了,如果搞过就rollback。乐观锁相当于一种检测冲突的手段,可通过为记录添加版本或添加时间戳来实现。
悲观锁,对其它事务抱有保守的态度,每次去读数据都认为其它事务想要作祟,所以每次读数据的时候都会上锁,直到取出数据。悲观锁大多数情况下依靠数据库的锁机制实现,以保证操作最大程度的独占性,但随之而来的是各种开销。悲观锁相当于一种避免冲突的手段。
选择标准:如果并发量不大,或数据冲突的后果不严重,则可以使用乐观锁;而如果并发量大或数据冲突后果比较严重(对用户不友好),那么就使用悲观锁。

从读写角度,分共享锁(S锁,Shared Lock)和排他锁(X锁,Exclusive Lock),也叫读锁(Read Lock)和写锁(Write Lock)。
理解:

持有S锁的事务只读不可写。如果事务A对数据D加上S锁后,其它事务只能对D加上S锁而不能加X锁。
持有X锁的事务可读可写。如果事务A对数据D加上X锁后,其它事务不能再对D加锁,直到A对D的锁解除。
从锁的粒度角度,主要分为表级锁(Table Lock)和行级锁(Row Lock)。
表级锁将整个表加锁,性能开销最小。用户可以同时进行读操作。当一个用户对表进行写操作时,用户可以获得一个写锁,写锁禁止其他的用户读写操作。写锁比读锁的优先级更高,即使有读操作已排在队列中,一个被申请的写锁仍可以排在所队列的前列。
行级锁仅对指定的记录进行加锁,这样其它进程可以对同一个表中的其它记录进行读写操作。行级锁粒度最小,开销大,能够支持高并发,可能会出现死锁。

MySQL的MyISAM引擎使用表级锁,而InnoDB支持表级锁和行级锁,默认是行级锁。
还有BDB引擎使用页级锁,即一次锁定一组记录,并发性介于行级锁和表级锁之间。

三级锁协议
三级加锁协议是为了保证正确的事务并发操作,事务在读、写数据库对象是需要遵循的加锁规则。

一级封锁协议:事务T在修改数据R之前必须对它加X锁,直到事务结束方可释放。而若事务T只是读数据,不进行修改,则不需加锁,因此一级加锁协议下可能会出现脏读和不可重复读。
二级加锁协议:在一级加锁协议的基础上,加上这样一条规则——事务T在读取数据R之前必须对它加S锁,直到读取完毕以后释放。二级加锁协议下可能会出现不可重复读。
三级加锁协议:在一级加锁协议的基础上,加上这样一条规则——事务T在读取数据R之前必须对它加S锁,直到事务结束方可释放。三级加锁协议避免了脏读和不可重复读的问题。

spring @Transactional注解参数详解

事物注解方式: @Transactional

当标于类前时, 标示类中所有方法都进行事物处理 , 例子:

1 @Transactional public class TestServiceBean implements TestService {}
当类中某些方法不需要事物时:

复制代码
 @Transactional 
 public class TestServiceBean implements TestService { 
 private TestDao dao; 
 public void setDao(TestDao dao) { 
 this.dao = dao; 
 } 
 @Transactional(propagation =Propagation.NOT_SUPPORTED)
 public List getAll() { 
 return null; 
 } 
 }
复制代码

事物传播行为介绍:

  @Transactional(propagation=Propagation.REQUIRED) :如果有事务, 那么加入事务, 没有的话新建一个(默认情况下)
  @Transactional(propagation=Propagation.NOT_SUPPORTED) :容器不为这个方法开启事务
  @Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW) :不管是否存在事务,都创建一个新的事务,原来的挂起,新的执行完毕,继续执行老的事务
  @Transactional(propagation=Propagation.MANDATORY) :必须在一个已有的事务中执行,否则抛出异常
  @Transactional(propagation=Propagation.NEVER) :必须在一个没有的事务中执行,否则抛出异常(与Propagation.MANDATORY相反)
  @Transactional(propagation=Propagation.SUPPORTS) :如果其他bean调用这个方法,在其他bean中声明事务,那就用事务.如果其他bean没有声明事务,那就不用事务.

 

事物超时设置:

  @Transactional(timeout=30) //默认是30秒

 

事务隔离级别:

  @Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED):读取未提交数据(会出现脏读, 不可重复读) 基本不使用
  @Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED):读取已提交数据(会出现不可重复读和幻读)
  @Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ):可重复读(会出现幻读)
  @Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE):串行化

  MYSQL: 默认为REPEATABLE_READ级别
  SQLSERVER: 默认为READ_COMMITTED

脏读 : 一个事务读取到另一事务未提交的更新数据
不可重复读 : 在同一事务中, 多次读取同一数据返回的结果有所不同, 换句话说, 
后续读取可以读到另一事务已提交的更新数据. 相反, "可重复读"在同一事务中多次
读取数据时, 能够保证所读数据一样, 也就是后续读取不能读到另一事务已提交的更新数据
幻读 : 一个事务读到另一个事务已提交的insert数据

 

@Transactional注解中常用参数说明

参数名称

功能描述

readOnly

该属性用于设置当前事务是否为只读事务,设置为true表示只读,false则表示可读写,默认值为false。例如:@Transactional(readOnly=true)

rollbackFor

该属性用于设置需要进行回滚的异常类数组,当方法中抛出指定异常数组中的异常时,则进行事务回滚。例如:

指定单一异常类:@Transactional(rollbackFor=RuntimeException.class)

指定多个异常类:@Transactional(rollbackFor={RuntimeException.class, Exception.class})

rollbackForClassName

该属性用于设置需要进行回滚的异常类名称数组,当方法中抛出指定异常名称数组中的异常时,则进行事务回滚。例如:

指定单一异常类名称:@Transactional(rollbackForClassName="RuntimeException")

指定多个异常类名称:@Transactional(rollbackForClassName={"RuntimeException","Exception"})

noRollbackFor

该属性用于设置不需要进行回滚的异常类数组,当方法中抛出指定异常数组中的异常时,不进行事务回滚。例如:

指定单一异常类:@Transactional(noRollbackFor=RuntimeException.class)

指定多个异常类:@Transactional(noRollbackFor={RuntimeException.class, Exception.class})

noRollbackForClassName

该属性用于设置不需要进行回滚的异常类名称数组,当方法中抛出指定异常名称数组中的异常时,不进行事务回滚。例如:

指定单一异常类名称:@Transactional(noRollbackForClassName="RuntimeException")

指定多个异常类名称:

@Transactional(noRollbackForClassName={"RuntimeException","Exception"})

propagation

该属性用于设置事务的传播行为,具体取值可参考表6-7。

例如:@Transactional(propagation=Propagation.NOT_SUPPORTED,readOnly=true)

isolation

该属性用于设置底层数据库的事务隔离级别,事务隔离级别用于处理多事务并发的情况,通常使用数据库的默认隔离级别即可,基本不需要进行设置

timeout

该属性用于设置事务的超时秒数,默认值为-1表示永不超时


注意的几点:
  1、@Transactional 只能被应用到public方法上, 对于其它非public的方法,如果标记了@Transactional也不会报错,但方法没有事务功能.
  2、用 spring 事务管理器,由spring来负责数据库的打开,提交,回滚.默认遇到运行期例外(throw new RuntimeException("注释");)会回滚,即遇到不受检查(unchecked)的例外时回滚;而遇到需要捕获的例外(throw new Exception("注释");)不会回滚,即遇到受检查的例外(就是非运行时抛出的异常,编译器会检查到的异常叫受检查例外或说受检查异常)时,需我们指定方式来让事务回滚要想所有异常都回滚,要加上 @Transactional( rollbackFor={Exception.class,其它异常}) .如果让unchecked例外不回滚: @Transactional(notRollbackFor=RunTimeException.class)
如下:

复制代码
@Transactional(rollbackFor=Exception.class) //指定回滚,遇到异常Exception时回滚
public void methodName() {
   throw new Exception("注释");
}
@Transactional(noRollbackFor=Exception.class)//指定不回滚,遇到运行期例外(throw new RuntimeException("注释");)会回滚
public ItimDaoImpl getItemDaoImpl() {
   throw new RuntimeException("注释");
}
复制代码
3、@Transactional 注解应该只被应用到 public 可见度的方法上。 如果你在 protected、private 或者 package-visible 的方法上使用 @Transactional 注解,它也不会报错, 但是这个被注解的方法将不会展示已配置的事务设置。
  4、@Transactional 注解可以被应用于接口定义和接口方法、类定义和类的 public 方法上。然而,请注意仅仅 @Transactional 注解的出现不足于开启事务行为,它仅仅 是一种元数据,能够被可以识别 @Transactional 注解和上述的配置适当的具有事务行为的beans所使用。上面的例子中,其实正是 元素的出现 开启 了事务行为。
  5、Spring团队的建议是你在具体的类(或类的方法)上使用 @Transactional 注解,而不要使用在类所要实现的任何接口上。你当然可以在接口上使用 @Transactional 注解,但是这将只能当你设置了基于接口的代理时它才生效。因为注解是不能继承的,这就意味着如果你正在使用基于类的代理时,那么事务的设置将不能被基于类的代理所识别,而且对象也将不会被事务代理所包装(将被确认为严重的)。因此,请接受Spring团队的建议并且在具体的类上使用 @Transactional 注解

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