數據庫事務的四大特性以及4種事務的隔離級別-以及對應的5種JDBC事務隔離級別


本篇講訴數據庫中事務的四大特性(ACID),並且將會詳細地說明事務的隔離級別。

  如果一個數據庫聲稱支持事務的操作,那么該數據庫必須要具備以下四個特性:

⑴ 原子性(Atomicity)

  原子性是指事務包含的所有操作要么全部成功,要么全部失敗回滾,這和前面兩篇博客介紹事務的功能是一樣的概念,因此事務的操作如果成功就必須要完全應用到數據庫,如果操作失敗則不能對數據庫有任何影響。

⑵ 一致性(Consistency)

  一致性是指事務必須使數據庫從一個一致性狀態變換到另一個一致性狀態,也就是說一個事務執行之前和執行之后都必須處於一致性狀態。

  拿轉賬來說,假設用戶A和用戶B兩者的錢加起來一共是5000,那么不管A和B之間如何轉賬,轉幾次賬,事務結束后兩個用戶的錢相加起來應該還得是5000,這就是事務的一致性。

⑶ 隔離性(Isolation)

  隔離性是當多個用戶並發訪問數據庫時,比如操作同一張表時,數據庫為每一個用戶開啟的事務,不能被其他事務的操作所干擾,多個並發事務之間要相互隔離。

  即要達到這么一種效果:對於任意兩個並發的事務T1和T2,在事務T1看來,T2要么在T1開始之前就已經結束,要么在T1結束之后才開始,這樣每個事務都感覺不到有其他事務在並發地執行。

  關於事務的隔離性數據庫提供了多種隔離級別,稍后會介紹到。

⑷ 持久性(Durability)

  持久性是指一個事務一旦被提交了,那么對數據庫中的數據的改變就是永久性的,即便是在數據庫系統遇到故障的情況下也不會丟失提交事務的操作。

  例如我們在使用JDBC操作數據庫時,在提交事務方法后,提示用戶事務操作完成,當我們程序執行完成直到看到提示后,就可以認定事務以及正確提交,即使這時候數據庫出現了問題,也必須要將我們的事務完全執行完成,否則就會造成我們看到提示事務處理完畢,但是數據庫因為故障而沒有執行事務的重大錯誤。

  

  以上介紹完事務的四大特性(簡稱ACID),現在重點來說明下事務的隔離性,當多個線程都開啟事務操作數據庫中的數據時,數據庫系統要能進行隔離操作,以保證各個線程獲取數據的准確性,在介紹數據庫提供的各種隔離級別之前,我們先看看如果不考慮事務的隔離性,會發生的幾種問題:

1,臟讀

1.臟讀(Dirty Read)——一個事務讀取到了另外一個事務沒有提交的數據。

詳細解釋:當一個事務正在訪問數據並且對數據進行了修改,而這種修改還沒有提交到數據庫中,這時另外一個事務也訪問這個數據,然后使用了這個數據。因為這個數據是還沒有提交的數據,那么另外一個事務讀到的這個數據是臟數據,依據臟數據所做的操作可能是不正確的。

事務T1:更新一條數據
          -->事務T2:讀取事務T1更新的記錄
 事務T1:調用commit進行提交
 此時事務T2讀取到的數據是保存在數據庫內存中的數據,稱為臟數據,這個過程稱為臟讀。 

  

2,不可重復讀

不可重復讀(Nonrepeatable Read)——在同一事務中,兩次讀取同一數據,得到內容不同。

事務T1:查詢一條記錄
         -->事務T2:更新事務T1查詢的記錄
         -->事務T2:調用commit進行提交
事務T1:再次查詢上次的記錄
            
此時事務T1對同一數據查詢了兩次,可得到的內容不同,稱為不可重復讀。

注意:不可重復讀重點在修改。

3,虛讀(幻讀)

事務T1:查詢表中所有記錄
          -->事務T2:插入一條記錄
          -->事務T2:調用commit進行提交
事務T1:再次查詢表中所有記錄
            
此時事務T1兩次查詢到的記錄是不一樣的,稱為幻讀。

注意:幻讀重點在新增或刪除。

幻讀發生在當兩個完全相同的查詢執行時,第二次查詢所返回的結果集跟第一個查詢不相同。

發生的情況:沒有范圍鎖。  

幻讀是事務非獨立執行時發生的一種現象。例如事務T1對一個表中所有的行的某個數據項做了從“1”修改為“2”的操作,這時事務T2又對這個表中插入了一行數據項,而這個數據項的數值還是為“1”並且提交給數據庫。而操作事務T1的用戶如果再查看剛剛修改的數據,會發現還有一行沒有修改,其實這行是從事務T2中添加的,就好像產生幻覺一樣,這就是發生了幻讀。

  幻讀和不可重復讀都是讀取了另一條已經提交的事務(這點就臟讀不同),所不同的是不可重復讀查詢的都是同一個數據項,而幻讀針對的是一批數據整體(比如數據的個數)。  

  現在來看看MySQL數據庫為我們提供的四種隔離級別:

  ① Serializable (串行化):可避免臟讀、不可重復讀、幻讀的發生。

  ② Repeatable read (可重復讀):可避免臟讀、不可重復讀的發生。

  ③ Read committed (讀已提交):可避免臟讀的發生。

  ④ Read uncommitted (讀未提交):最低級別,任何情況都無法保證。

 

  以上四種隔離級別最高的是Serializable級別,最低的是Read uncommitted級別,當然級別越高,執行效率就越低。像Serializable這樣的級別,就是以鎖表的方式(類似於Java多線程中的鎖)使得其他的線程只能在鎖外等待,所以平時選用何種隔離級別應該根據實際情況。在MySQL數據庫中默認的隔離級別為Repeatable read (可重復讀)。

  在MySQL數據庫中,支持上面四種隔離級別,默認的為Repeatable read (可重復讀);而在Oracle數據庫中,只支持Serializable (串行化)級別和Read committed (讀已提交)這兩種級別,其中默認的為Read committed級別。

  在MySQL數據庫中查看當前事務的隔離級別:

    select @@tx_isolation;

  在MySQL數據庫中設置事務的隔離 級別:

    set  [glogal | session]  transaction isolation level 隔離級別名稱;

    set tx_isolation=’隔離級別名稱;’

例1:查看當前事務的隔離級別:

  

例2:將事務的隔離級別設置為Read uncommitted級別:

  

或:

  

記住:設置數據庫的隔離級別一定要是在開啟事務之前!

  如果是使用JDBC對數據庫的事務設置隔離級別的話,也應該是在調用Connection對象的setAutoCommit(false)方法之前。調用Connection對象的setTransactionIsolation(level)即可設置當前鏈接的隔離級別,至於參數level,可以使用Connection對象的字段:JDBC事務隔離級別 
  為了解決與“多個線程請求相同數據”相關的問題,事務之間用鎖相互隔開。多數主流的數據庫支持不同類型的鎖;因此,JDBC API 支持不同類型的事務,它們由 Connection 對象指派或確定。在 JDBC API 中可以獲得下列事務級別: 

(1)TRANSACTION_NONE 說明: 
不支持事務。 

(2)TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED 說明: 
在提交前一個事務可以看到另一個事務的變化。這樣臟讀、不可重復的讀和虛讀都是允許的。 

(3)TRANSACTION_READ_COMMITTED 說明: 
讀取未提交的數據是不允許的。這個級別仍然允許不可重復的讀和虛讀產生。 

(4)TRANSACTION_REPEATABLE_READ 說明: 
事務保證能夠再次讀取相同的數據而不會失敗,但虛讀仍然會出現。 

(5)TRANSACTION_SERIALIZABLE 是最高的事務級別,它防止臟讀、不可重復的讀和虛讀。 


        為了在性能與一致性之間尋求平衡才出現了上面的幾種級別。事務保護的級別越高,性能損失就越大。 
        假定您的數據庫和 JDBC 驅動程序支持這個特性,則給定一個 Connection 對象。 

 

在JDBC中設置隔離級別的部分代碼:

  

  后記:隔離級別的設置只對當前鏈接有效。對於使用MySQL命令窗口而言,一個窗口就相當於一個鏈接,當前窗口設置的隔離級別只對當前窗口中的事務有效;對於JDBC操作數據庫來說,一個Connection對象相當於一個鏈接,而對於Connection對象設置的隔離級別只對該Connection對象有效,與其他鏈接Connection對象無關。

  

參考:JDBC 事務隔離級別

參考:臟讀、幻讀、不可重復讀和丟失更新 

參考: SET TRANSACTION Syntax

參考javaweb學習總結(三十八)——事務

 


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