一、什么是事务
事务是访问数据库的一个操作序列,数据库应用系统通过事务集来完成对数据库的存取。事务的正确执行使得数据库从一种状态转换成另一种状态。 事务必须服从ISO/IEC所制定的ACID原则。ACID是原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)和持久性(durability)的缩写事务必须服从ISO/IEC所制定的ACID原则。ACID是原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔离性(isolation)和持久性(durability)的缩写。- 原子性。即不可分割性,事务要么全部被执行,要么就全部不被执行。如果事务的所有子事务全部提交成功,则所有的数据库操作被提交,数据库状态发生转换;如果有子事务失败,则其他子事务的数据库操作被回滚,即数据库回到事务执行前的状态,不会发生状态转换。
- 一致性或可串性。事务的执行使得数据库从一种正确状态转换成另一种正确状态。
- 隔离性。在事务正确提交之前,不允许把该事务对数据的任何改变提供给任何其他事务,即在事务正确提交之前,它可能的结果不应显示给任何其他事务。
- 持久性。事务正确提交后,其结果将永久保存在数据库中,即使在事务提交后有了其他故障,事务的处理结果也会得到保存。
在大多数情况下,通过执行COMMIT或ROLLBACK语句来终止事务。当执行COMMIT语句时,自从事务启动以来对数据库所做的一切更改就成为永久性的了-- 即它们被写到磁盘。当执行ROLLBACK语句时,自从事务启动以来对数据库所做的一切更改都被撤销,并且数据库返回到事务开始之前所处的状态。不管是哪种情况,数据库在事务完成时都保证能回到一致状态。
一定要注意一点:虽然事务通过确保对数据的更改仅在事务被成功提交之后才成为永久性的,从而提供了一般的数据库一致性,但还是须要用户或应用程序来确保每个事务中执行的SQL操作序列始终会导致一致的数据库。
二、数据库系统支持两种事务模式:
自动提交模式:每个SQL语句都是一个独立的事务,当数据库系统执行完一个SQL语句后,会自动提交事务。
手动提交模式:必须由数据库客户程序显示指定事务开始边界和结束边界。
注:MySQL中数据库表分为3种类型:INNODB、BDB和MyISAM,其中MyISAM不支持数据库事务。MySQL中create table 语句默认为MyISAM类型。并发问题可归纳为以下几类:
三、并发问题
对于同时运行的多个事务,当这些事务访问数据库中相同的数据时,如果没有采取必要的隔离机制,就会导致各种并发问题,这些并发问题可归纳为以下几类:
A.丢失更新:撤销一个事务时,把其他事务已提交的更新数据覆盖(A和B事务并发执行,A事务执行更新后,提交;B事务在A事务更新后,B事务结束前也做了对该行数据的更新操作,然后回滚,则两次更新操作都丢失了)。
B.脏读:一个事务读到另一个事务未提交的更新数据(A和B事务并发执行,B事务执行更新后,A事务查询B事务没有提交的数据,B事务回滚,则A事务得到的数据不是数据库中的真实数据。也就是脏数据,即和数据库中不一致的数据)。
C.不可重复读:一个事务读到另一个事务已提交的更新数据(A和B事务并发执行,A事务查询数据,然后B事务更新该数据,A再次查询该数据时,发现该数据变化了)。
D. 覆盖更新:这是不可重复读中的特例,一个事务覆盖另一个事务已提交的更新数据(即A事务更新数据,然后B事务更新该数据,A事务查询发现自己更新的数据变了)。
E.虚读(幻读):一个事务读到另一个事务已提交的新插入的数据(A和B事务并发执行,A事务查询数据,B事务插入或者删除数据,A事务再次查询发现结果集中有以前没有的数据或者以前有的数据消失了)。
四:数据库系统提供了四种事务隔离级别供用户选择:
A.Serializable(串行化):一个事务在执行过程中完全看不到其他事务对数据库所做的更新(事务执行的时候不允许别的事务并发执行。事务串行化执行,事务只能一个接着一个地执行,而不能并发执行。)。
B.Repeatable Read(可重复读):一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录,但是不能看到其他其他事务对已有记录的更新。
C.Read Commited(读已提交数据):一个事务在执行过程中可以看到其他事务已经提交的新插入的记录,而且能看到其他事务已经提交的对已有记录的更新。
D.Read Uncommitted(读未提交数据):一个事务在执行过程中可以看到其他事务没有提交的新插入的记录,而且能看到其他事务没有提交的对已有记录的更新。
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丢失更新 |
脏读 |
非重复读 |
覆盖更新 |
幻像读 |
未提交读 |
Y |
Y |
Y |
Y |
Y |
已提交读 |
N |
N |
Y |
Y |
Y |
可重复读 |
N |
N |
N |
N |
Y |
串行化 |
N |
N |
N |
N |
N |
隔离级别
数据库系统有四个隔离级别(大多数数据库默认级别为read commited)。对数据库使用何种隔离级别要审慎分析,因为
1. 维护一个最高的隔离级别虽然会防止数据的出错,但是却导致了并行度的损失,以及导致死锁出现的可能性增加。
2. 然而,降低隔离级别,却会引起一些难以发现的bug。
SERIALIZABLE(序列化)
添加范围锁(比如表锁,页锁等,关于range lock,我也没有很深入的研究),直到transaction A结束。以此阻止其它transaction B对此范围内的insert,update等操作。
幻读,脏读,不可重复读等问题都不会发生。
REPEATABLE READ(可重复读)
对于读出的记录,添加共享锁直到transaction A结束。其它transaction B对这个记录的试图修改会一直等待直到transaction A结束。
可能发生的问题:当执行一个范围查询时,可能会发生幻读。
READ COMMITTED(提交读)
在transaction A中读取数据时对记录添加共享锁,但读取结束立即释放。其它transaction B对这个记录的试图修改会一直等待直到A中的读取过程结束,而不需要整个transaction A的结束。所以,在transaction A的不同阶段对同一记录的读取结果可能是不同的。
可能发生的问题:不可重复读。
READ UNCOMMITTED(未提交读)
不添加共享锁。所以其它transaction B可以在transaction A对记录的读取过程中修改同一记录,可能会导致A读取的数据是一个被破坏的或者说不完整不正确的数据。
另外,在transaction A中可以读取到transaction B(未提交)中修改的数据。比如transaction B对R记录修改了,但未提交。此时,在transaction A中读取R记录,读出的是被B修改过的数据。
可能发生的问题:脏读。
隔离级别越高,越能保证数据的完整性和一致性,但是对并发性能的影响也越大。对于多数应用程序,可以有优先考虑把数据库系统的隔离级别设为Read Commited,它能够避免脏读,而且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、虚读和第二类丢失更新这些并发问题,在可能出现这类问题的个别场合,可以由应用程序采用悲观锁或乐观锁来控制。
当数据库系统采用read Commited隔离级别时,会导致不可重复读喝第二类丢失更新的并发问题,可以在应用程序中采用悲观锁或乐观锁来避免这类问题。从应用程序的角度,锁可以分为以下几类:
A.悲观锁:指在应用程序中显示的为数据资源加锁。尽管能防止丢失更新和不可重复读这类并发问题,但是它会影响并发性能,因此应该谨慎地使用。
B.乐观锁:乐观锁假定当前事务操作数据资源时,不会有其他事务同时访问该数据资源,因此完全依靠数据库的隔离级别来自动管理锁的工作。应用程序采用版本控制手段来避免可能出现的并发问题。
五、一致性
强一致性:读操作可以立即读到提交的更新操作。弱一致性:提交的更新操作,不一定立即会被读操作读到,此种情况会存在一个不一致窗口,指的是读操作可以读到最新值的一段时间。
最终一致性:是弱一致性的特例。事务更新一份数据,最终一致性保证在没有其他事务更新同样的值的话,最终所有的事务都会读到之前事务更新的最新值。如果没有错误发生,不一致窗口的大小依赖于:通信延迟,系统负载等。
其他一致性变体还有:
单调一致性:如果一个进程已经读到一个值,那么后续不会读到更早的值。
会话一致性:保证客户端和服务器交互的会话过程中,读操作可以读到更新操作后的最新值。
六、Propagation :事务的传播行为
key属性确定代理应该给哪个方法增加事务行为。这样的属性最重要的部份是传播行为。有以下选项可供使用:
PROPAGATION_REQUIRED--支持当前事务,如果当前没有事务,就新建一个事务。这是最常见的选择。
PROPAGATION_SUPPORTS--支持当前事务,如果当前没有事务,就以非事务方式执行。
PROPAGATION_MANDATORY--支持当前事务,如果当前没有事务,就抛出异常。
PROPAGATION_REQUIRES_NEW--新建事务,如果当前存在事务,把当前事务挂起。
PROPAGATION_NOT_SUPPORTED--以非事务方式执行操作,如果当前存在事务,就把当前事务挂起。
PROPAGATION_NEVER--以非事务方式执行,如果当前存在事务,则抛出异常。
很多人看到事务的传播行为属性都不甚了解,我昨晚看了j2ee without ejb的时候,看到这里也不了解,甚至重新翻起数据库系统的教材书,但是也没有找到对这个的分析。今天搜索,找到一篇极好的分析文章,虽然这篇文章是重点分析PROPAGATION_REQUIRED 和 PROPAGATION_REQUIRED_NESTED的
====================================================
解惑 spring 嵌套事务
/**
* @date 2006-11-24
* @note 转载自http://www.javaeye.com/topic/35907?page=1
*/
********TransactionDefinition
接口定义*******************
/**
* Support a current transaction, create a new one if none exists.
* Analogous to EJB transaction attribute of the same name.
*
This is typically the default setting of a transaction definition.
*/
int PROPAGATION_REQUIRED
= 0;
/**
* Support a current transaction, execute non-transactionally if none exists.
* Analogous to EJB transaction attribute of the same name.
*
Note: For transaction managers with transaction synchronization,
* PROPAGATION_SUPPORTS is slightly different from no transaction at all,
* as it defines a transaction scopp that synchronization will apply for.
* As a consequence, the same resources (JDBC Connection, Hibernate Session, etc)
* will be shared for the entire specified scope. Note that this depends on
* the actual synchronization configuration of the transaction manager.
* @see org.springframework.transaction.support.AbstractPlatformTransactionManager#setTransactionSynchronization
*/
int PROPAGATION_SUPPORTS
= 1;
/**
* Support a current transaction, throw an exception if none exists.
* Analogous to EJB transaction attribute of the same name.
*/
int PROPAGATION_MANDATORY
= 2;
/**
* Create a new transaction, suspend the current transaction if one exists.
* Analogous to EJB transaction attribute of the same name.
*
Note: Actual transaction suspension will not work on out-of-the-box
* on all transaction managers. This in particular applies to JtaTransactionManager,
* which requires the javax.transaction.TransactionManager to be
* made available it to it (which is server-specific in standard J2EE).
* @see org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager#setTransactionManager
*/
int PROPAGATION_REQUIRES_NEW
= 3;
/**
* Execute non-transactionally, suspend the current transaction if one exists.
* Analogous to EJB transaction attribute of the same name.
*
Note: Actual transaction suspension will not work on out-of-the-box
* on all transaction managers. This in particular applies to JtaTransactionManager,
* which requires the javax.transaction.TransactionManager to be
* made available it to it (which is server-specific in standard J2EE).
* @see org.springframework.transaction.jta.JtaTransactionManager#setTransactionManager
*/
int PROPAGATION_NOT_SUPPORTED
= 4;
/**
* Execute non-transactionally, throw an exception if a transaction exists.
* Analogous to EJB transaction attribute of the same name.
*/
int PROPAGATION_NEVER
= 5;
/**
* Execute within a nested transaction if a current transaction exists,
* behave like PROPAGATION_REQUIRED else. There is no analogous feature in EJB.
*
Note: Actual creation of a nested transaction will only work on specific
* transaction managers. Out of the box, this only applies to the JDBC
* DataSourceTransactionManager when working on a JDBC 3.0 driver.
* Some JTA providers might support nested transactions as well.
* @see org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceTransactionManager
*/
int PROPAGATION_NESTED
= 6;
*************************************************************************
在这篇文章里,他用两个嵌套的例子辅助分析,我这里直接引用了。
********************sample***********************
ServiceA {
/**
* 事务属性配置为 PROPAGATION_REQUIRED
*/
void methodA(){
ServiceB.methodB();
}
}
ServiceB {
/**
* 事务属性配置为 PROPAGATION_REQUIRED
*/
void methodB(){
}
}
*************************************************
1: PROPAGATION_REQUIRED
加入当前正要执行的事务不在另外一个事务里,那么就起一个新的事务
比如说,ServiceB.methodB的事务级别定义为PROPAGATION_REQUIRED, 那么由于执行ServiceA.methodA的时候,
ServiceA.methodA已经起了事务,这时调用ServiceB.methodB,ServiceB.methodB看到自己已经运行在ServiceA.methodA
的事务内部,就不再起新的事务。而假如ServiceA.methodA运行的时候发现自己没有在事务中,他就会为自己分配一个事务。
这样,在ServiceA.methodA或者在ServiceB.methodB内的任何地方出现异常,事务都会被回滚。即使ServiceB.methodB的事务已经被
提交,但是ServiceA.methodA在接下来fail要回滚,ServiceB.methodB也要回滚
2: PROPAGATION_SUPPORTS
如果当前在事务中,即以事务的形式运行,如果当前不再一个事务中,那么就以非事务的形式运行
3: PROPAGATION_MANDATORY
必须在一个事务中运行。也就是说,他只能被一个父事务调用。否则,他就要抛出异常
4: PROPAGATION_REQUIRES_NEW
这个就比较绕口了。 比如我们设计ServiceA.methodA的事务级别为PROPAGATION_REQUIRED,ServiceB.methodB的事务级别为PROPAGATION_REQUIRES_NEW,
那么当执行到ServiceB.methodB的时候,ServiceA.methodA所在的事务就会挂起,ServiceB.methodB会起一个新的事务,等待ServiceB.methodB的事务完成以后,
他才继续执行。他与PROPAGATION_REQUIRED 的事务区别在于事务的回滚程度了。因为ServiceB.methodB是新起一个事务,那么就是存在
两个不同的事务。如果ServiceB.methodB已经提交,那么ServiceA.methodA失败回滚,ServiceB.methodB是不会回滚的。如果ServiceB.methodB失败回滚,
如果他抛出的异常被ServiceA.methodA捕获,ServiceA.methodA事务仍然可能提交。
5: PROPAGATION_NOT_SUPPORTED
当前不支持事务。比如ServiceA.methodA的事务级别是PROPAGATION_REQUIRED ,而ServiceB.methodB的事务级别是PROPAGATION_NOT_SUPPORTED ,
那么当执行到ServiceB.methodB时,ServiceA.methodA的事务挂起,而他以非事务的状态运行完,再继续ServiceA.methodA的事务。
6: PROPAGATION_NEVER
不能在事务中运行。假设ServiceA.methodA的事务级别是PROPAGATION_REQUIRED, 而ServiceB.methodB的事务级别是PROPAGATION_NEVER ,
那么ServiceB.methodB就要抛出异常了。
7: PROPAGATION_NESTED
理解Nested的关键是savepoint。他与PROPAGATION_REQUIRES_NEW的区别是,PROPAGATION_REQUIRES_NEW另起一个事务,将会与他的父事务相互独立,
而Nested的事务和他的父事务是相依的,他的提交是要等和他的父事务一块提交的。也就是说,如果父事务最后回滚,他也要回滚的。
而Nested事务的好处是他有一个savepoint。
*****************************************
ServiceA {
/**
* 事务属性配置为 PROPAGATION_REQUIRED
*/
void methodA(){
try {
//savepoint
ServiceB.methodB();//PROPAGATION_NESTED 级别
} catch
(SomeException)
{
// 执行其他业务, 如 ServiceC.methodC();
}
}
}
********************************************
也就是说ServiceB.methodB失败回滚,那么ServiceA.methodA也会回滚到savepoint点上,ServiceA.methodA可以选择另外一个分支,比如
ServiceC.methodC,继续执行,来尝试完成自己的事务。
但是这个事务并没有在EJB标准中定义。