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： 
   
  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： 
   
  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： 
  

• 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。 
   
  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) 
   
  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。 
  不可重复读和脏读的区别是，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： 

• 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： 

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： 
   

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： 
 
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 
   
  a更新数据，a向b转帐100元 
   
  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） 
   
  如果a等b走后再回滚　 
   
  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 
   
  a提交完事务，再开启一个事务，向表account中新增一条记录 
   
  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 
  
• 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 
   
  a更新数据，a向b转帐100元 
   
  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 
   
  a此刻提交事务 
   
  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） 
   
  a再开启一个事务，向表account中新增一条记录 
   
  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 
  
• 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 
   
  a更新数据，a向b转帐100元 
   
  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 
   
  a此刻提交事务 
   
  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 
   
  a再开启一个事务，向表account中新增一条记录 
   
  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） 
  
• 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 
   
  事务a端 
   
  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 
   
  事务a端 
   
  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。