事務的概念

事務指邏輯上的一組操作，組成這組操作的各個單元，要不全部成功，要不全部不成功。
例如：A向B轉賬100元，對應於如下兩條sql語句：

update from account set money=money+100 where name='b';
update from account set money=money-100 where name='a';

資料庫預設事務是自動提交的，也就是發一條sql它就執行一條，如果想多條sql放在一個事務中執行，則需要使用如下語句：

start transaction
…
…
commit

資料庫開啟事務命令：

• start transaction
  ：開啟事務
• rollback：回滾事務
• commit：提交事務

MySQL資料庫中操作事務命令

編寫測試SQL指令碼，如下：

/* 建立資料庫 */
create database day16;

use day16;

/* 建立賬戶表 */
create table account 
(
    id int primary key auto_increment,
    name varchar(40),
    money float
) character set utf8 collate utf8_general_ci;

/* 插入測試資料 */
insert into account(name,money) values
 
('aaa',1000);
insert into account(name,money) values('bbb',1000);
insert into account(name,money) values('ccc',1000); 

下面我們在MySQL資料庫中模擬aaa向bbb轉帳這個業務場景。

• 開啟事務(start transaction)
  使用”start transaction”開啟MySQL資料庫的事務，如下所示：
  
  我們首先在資料庫中模擬轉賬失敗的場景，首先執行update語句讓aaa使用者的money減少100塊錢，如下圖所示：
  
  現在假設程式丟擲異常，也即該連結斷了，程式碼塊沒有完成，此時資料庫會自動回滾掉此sql語句造成的影響，也就是說這條sql語句沒有執行。我們現在就來模擬這種情況，我們關閉當前操作的dos命令列視窗，這樣就導致了剛才執行的update語句的資料庫的事務沒有被提交，那麼我們對aaa使用者的修改就不算是真正的修改了，下次在查詢aaa使用者的money時，依然還是之前的1000，如下圖所示：
  

• 提交事務(commit)
  下面我們在資料庫模擬aaa向bbb轉賬成功的場景。
  
  我們手動提交(commit)資料庫事務之後，aaa向bbb轉賬100塊錢的這個業務操作算是真正成功了，aaa賬戶中少了100，bbb賬戶中多了100。

• 回滾事務(rollback)
  
  通過手動回滾事務，讓所有的操作都失效，這樣資料就會回到最初的初始狀態！

JDBC中使用事務

當Jdbc程式向資料庫獲得一個Connection物件時，預設情況下這個Connection物件會自動向資料庫提交在它上面傳送的SQL語句。若想關閉這種預設提交方式，讓多條SQL在一個事務中執行，可使用下列的JDBC控制事務語句：

• Connection.setAutoCommit(false); //開啟事務(start transaction)
• Connection.rollback(); //回滾事務(rollback)
• Connection.commit(); //提交事務(commit)

JDBC使用事務範例

在JDBC程式碼中演示銀行轉帳案例，使如下轉帳操作在同一事務中執行：

update from account set money=money-100 where name=‘aaa’;
update from account set money=money+100 where name=‘bbb’;

• 模擬aaa向bbb轉賬成功時的業務場景

  public class Demo1 {
  
      /*
       * a--->b轉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); // 相當於start transaction，開啟事務
  
              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);
          }
      }
  
  }

• 模擬aaa向bbb轉賬過程中出現異常導致有一部分SQL執行失敗後讓資料庫自動回滾事務

  public class Demo1 {
  
      /*
       * a--->b轉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); // 相當於start transaction，開啟事務
  
              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; // 程式執行到這個地方拋異常，後面的程式碼就不執行，資料庫沒有收到commit命令
  
              st = conn.prepareStatement(sql2);
              st.executeUpdate();
  
              conn.commit();
          } finally {
              JdbcUtils.release(conn, st, rs);
          }
      }
  
  }

• 模擬aaa向bbb轉賬過程中出現異常導致有一部分SQL執行失敗時手動通知資料庫回滾事務

  public class Demo1 {
  
      /*
       * a--->b轉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); // 相當於start transaction，開啟事務
  
              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; // 程式執行到這個地方拋異常，後面的程式碼就不執行，資料庫沒有收到commit命令
  
              st = conn.prepareStatement(sql2);
              st.executeUpdate();
  
              conn.commit();
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
              conn.rollback(); // 捕獲到異常之後手動通知資料庫執行回滾事務的操作
          } finally {
              JdbcUtils.release(conn, st, rs);
          }
      }
  
  }

設定事務回滾點

在開發中，有時候可能需要手動設定事務的回滾點，在JDBC中使用如下的語句設定事務回滾點：

Savepoint sp = conn.setSavepoint();
Conn.rollback(sp);
Conn.commit(); // 回滾後必須通知資料庫提交事務

設定事務回滾點範例：

public class Demo2 {

    // 事務回滾點概念
    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預設的隔離級別——REPEATABLE-READ，並且是嚴格遵循資料庫規範設計的，即支援4種隔離級別
                                              // Oracle預設的隔離級別——Read committed，並且不支援這4種隔離級別，只支援這4種隔離級別中的2種，Read committed和Serializable
            // conn.setTransactionIsolation(); // 相當於設定CMD視窗的隔離級別
            conn.setAutoCommit(false); // 相當於start transaction，開啟事務

            // 不符合實際需求
            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();
            /*
             * 只希望回滾掉這一條sql語句，上面那條sql語句讓其執行成功
             * 這時可設定事務回滾點
             */
            sp = conn.setSavepoint();

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

            int x = 1/0; // 程式執行到這個地方拋異常，後面的程式碼就不執行，資料庫沒有收到commit命令

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

            conn.commit();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            conn.rollback(sp); // 回滾到sp點，sp點上面的sql語句發給資料庫執行，由於資料庫沒收到commit命令，資料庫又會自動將這條sql語句的影響回滾掉，所以回滾完，一定要記得commit命令。
            conn.commit(); // 手動回滾後，一定要記得提交事務
        } finally {
            JdbcUtils.release(conn, st, rs);
        }
    }
}

事務的四大特性(ACID)

• 原子性（Atomicity）
  原子性是指事務是一個不可分割的工作單位，事務中的操作要麼全部成功，要麼全部失敗。比如在同一個事務中的SQL語句，要麼全部執行成功，要麼全部執行失敗。
• 一致性（Consistency）
  官網上事務一致性的概念是：事務必須使資料庫從一個一致性狀態變換到另外一個一致性狀態。還要一種說法是事務前後資料的完整性必須保持一致。以轉賬為例子，A向B轉賬，假設轉賬之前這兩個使用者的錢加起來總共是2000，那麼A向B轉賬之後，不管這兩個賬戶怎麼轉，A使用者的錢和B使用者的錢加起來的總額還是2000，這個就是事務的一致性。
• 隔離性（Isolation）
  事務的隔離性是多個使用者併發訪問資料庫時，資料庫為每一個使用者開啟的事務，不能被其他事務的操作資料所幹擾，多個併發事務之間要相互隔離。
• 永續性（Durability）
  永續性是指一個事務一旦被提交，它對資料庫中資料的改變就是永久性的，接下來即使資料庫發生故障也不應該對其有任何影響。

事務的隔離級別

事務的四大特性中最麻煩的是隔離性，下面重點介紹一下事務的隔離級別。
多個執行緒開啟各自事務操作資料庫中資料時，資料庫系統要負責隔離操作，以保證各個執行緒在獲取資料時的準確性。

事務不考慮隔離性可能會引發的問題

如果事務不考慮隔離性，可能會引發如下問題：

• 髒讀
  指一個事務讀取了另外一個事務未提交的資料。
  這是非常危險的，假設a向b轉帳100元，對應sql語句如下所示：

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

  當第1條sql執行完，第2條還沒執行(a未提交時)，如果此時b查詢自己的帳戶，就會發現自己多了100元錢。如果a等b走後再回滾，b就會損失100元。

• 不可重複讀
  在一個事務內讀取表中的某一行資料，多次讀取結果不同。（一個事務讀取到了另外一個事務提交的資料）
  例如銀行想查詢a帳戶餘額，第一次查詢a帳戶為200元，此時a向帳戶記憶體了100元並提交了，銀行接著又進行了一次查詢，此時a帳戶為300元了。銀行兩次查詢不一致，可能就會很困惑，不知道哪次查詢是準的。可將例子簡化為：讀表中某一行資料，例如a賬戶第一次讀為1000，第二次讀為1100。
  不可重複讀和髒讀的區別是，髒讀是讀取前一事務未提交的髒資料，不可重複讀是重新讀取了前一事務已提交的資料。
  很多人認為這種情況就對了，無須困惑，當然是以後面的結果為準了。我們可以考慮這樣一種情況，比如銀行程式需要將查詢結果分別輸出到電腦螢幕和寫到檔案中，結果在一個事務中針對輸出的目的地，進行的兩次查詢不一致，導致檔案和螢幕中的結果不一致，銀行工作人員就不知道以哪個為準了。
• 虛讀(幻讀)
  虛讀(幻讀)是指在一個事務內讀取到了別的事務插入的資料，導致前後讀取不一致。
  如丙存款100元未提交，這時銀行做報表統計account表中所有使用者的總額為500元，然後丙提交了，這時銀行再統計發現帳戶為600元了，造成虛讀同樣會使銀行不知所措，到底以哪個為準。可將例子簡化為：讀整個表，即表的行數，例如第一次讀某個表有3條記錄，第二次讀該表又有4條記錄。

資料庫共定義了四種隔離級別，應用《高效能mysql》一書中有說明：

• Serializable(序列化)：可避免髒讀、不可重複讀、虛讀情況的發生。
• Repeatable read(可重複讀)：可避免髒讀、不可重複讀情況的發生。
• Read committed(讀已提交)：可避免髒讀情況發生。
• Read uncommitted(讀未提交)：最低級別，以上情況均無法保證。

總結：在MySQL中，實現了這四種隔離級別，分別有可能產生問題如下所示：

下面說說修改事務隔離級別的方法：

1. 全域性修改，修改my.ini(或mysql.ini)配置檔案，在最後加上

   
   #可選引數有：READ-UNCOMMITTED, READ-COMMITTED, REPEATABLE-READ, SERIALIZABLE.
   
   [mysqld]
   transaction-isolation = REPEATABLE-READ

   注意：MySQL預設的隔離級別為REPEATABLE-READ，並且是嚴格遵循資料庫規範設計的，即支援4種隔離級別；Oracle預設的隔離級別為Read committed，並且不支援這4種隔離級別，只支援這4種隔離級別中的2種，Read committed和Serializable。

2. 對當前session修改，在登入mysql客戶端後，執行命令：

   set session transaction isolation level read uncommitted; // 設定當前事務隔離級別

   注意：session是不能掉的，不然你設定不會成功，MySQL的隔離級別還是預設的隔離級別——REPEATABLE-READ，如下所示：
   

查詢當前事務隔離級：

select @@tx_isolation; // 查詢當前事務隔離級別

下面，將利用MySQL的客戶端程式，分別測試幾種隔離級別。測試資料庫為day16，表為account；表如下：

兩個命令列客戶端分別為a(黑色背景視窗)，b(藍色背景視窗)；不斷改變b的隔離級別，在a端修改資料。

• 將b的隔離級別設定為read uncommitted(未提交讀)
  在a未更新資料之前，b客戶端
  
  a更新資料，a向b轉帳100元
  
  此時b查詢自己的帳戶，就會發現自己多了100元錢，出現了髒讀（這個事務讀取到了別的事務未提交的資料）
  
  如果a等b走後再回滾　
  
  此時b查詢自己的帳戶，發現又少掉了100元錢，兩次讀取的資料不一樣，出現不可重複讀現象
  
  a提交完事務，再開啟一個事務，向表account中新增一條記錄
  
  此時b再次查詢account表，發現表account中多了一條記錄，出現幻讀現象
  
• 將客戶端b的事務隔離級別設定為read committed(已提交讀)
  在a未更新資料之前，b客戶端
  
  a更新資料，a向b轉帳100元
  
  b查詢自己的帳戶，金額沒有發生任何變化，說明已提交讀隔離級別解決了髒讀的問題
  
  a此刻提交事務
  
  b再次查詢自己的帳戶，發現自己又多了100元錢，這時就發生不可重複讀（指這個事務讀取到了別的事務提交的資料）
  
  a再開啟一個事務，向表account中新增一條記錄
  
  然後b再次查詢account表，發現表account中多了一條記錄，出現幻讀現象
  
• 將b的隔離級別設定為repeatable read(可重複讀)
  在a未更新資料之前，b客戶端
  
  a更新資料，a向b轉帳100元
  
  b查詢自己的帳戶，金額沒有發生任何變化，這說明repeatable read這種級別可避免髒讀
  
  a此刻提交事務
  
  b再次查詢自己的帳戶，金額沒有發生任何變化，這說明repeatable read這種級別還可以避免不可重複讀
  
  a再開啟一個事務，向表account中新增一條記錄
  
  然後b再次查詢account表，發現表中可能會多出一條ddd的記錄(也有可能不會多出一條ddd的記錄，我測試時就是這種情況)，這就發生了虛讀，也就是在這個事務內讀取了別的事務插入的資料（幻影資料）
  
• 將b的隔離級別設定為可序列化 (Serializable)
  為可序列化 (Serializable)均可避免髒讀、不可重複讀、幻讀。避免髒讀和不可重複讀的情況我就不測試了，測試步驟同上，下面我重點講解可序列化 (Serializable)避免幻讀的情況。
  事務b端
  
  事務a端
  
  因為此時事務b的隔離級別設定為serializable，開始事務後，並沒有提交，所以事務a只能等待。
  事務b提交事務，事務b端
  
  事務a端
  
  serializable完全鎖定欄位，若一個事務來查詢同一份資料就必須等待，直到前一個事務完成並解除鎖定為止，是完整的隔離級別，會鎖定對應的資料表格，因而會有效率的問題。
  結論：Serializable隔離級別，雖然可避免所有問題，但效能、效率是最低的，原因是它採取的是鎖表的方式，即單執行緒的方式，即有一個事務來操作這個表了，另外一個事務只能等在外面進不來。

下面，將利用java程式來測試Serializable隔離級別。

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); // 相當於設定CMD視窗的隔離級別
            conn.setAutoCommit(false);

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

            // 故意讓程式睡眠20秒，睡眠20秒之後事務才結束，程式執行完
            Thread.sleep(1000*20);

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

}

程式執行，同時在客戶端開啟一個事務，插入一條記錄，需要等待一段時間才能插入進去。