事务-01丨事务基础

Posted by jiefang on January 7, 2021

事务基础

ACID

分别是原子性、一致性、隔离性、持久性。

  • 原子性(Atomicity):原子性是指事务包含的所有操作要么全部成功,要么全部失败回滚,因此事务的操作如果成功就必须要完全应用到数据库,如果操作失败则不能对数据库有任何影响。

  • 一致性(Consistency):一致性是指事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态,也就是说一个事务执行之前和执行之后都必须处于一致性状态。

  • 隔离性(Isolation):隔离性是当多个用户并发访问数据库时,比如同时操作同一张表时,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了,那么对数据库中的数据的改变就是永久性的,即便是在数据库系统遇到故障的情况下也不会丢失提交事务的操作。

并发问题

  • 脏读(Dirty read):当一个事务正在访问数据并且对数据进行了修改,而这种修改还没有提交到数据库中,这时另外一个事务也访问了这个数据,然后使用了这个数据。因为这个数据是还没有提交的数据,那么另外一个事务读到的这个数据是“脏数据”,依据“脏数据”所做的操作可能是不正确的。
  • 丢失修改(Lost to modify):指在一个事务读取一个数据时,另外一个事务也访问了该数据,那么在第一个事务中修改了这个数据后,第二个事务也修改了这个数据。这样第一个事务内的修改结果就被丢失,因此称为丢失修改。例如:事务1读取某表中的数据A=20,事务2也读取A=20,事务1修改A=A-1,事务2也修改A=A-1,最终结果A=19,事务1的修改被丢失。
  • 不可重复读(Unrepeatableread):指在一个事务内多次读同一数据。在这个事务还没有结束时,另一个事务也访问该数据。那么,在第一个事务中的两次读数据之间,由于第二个事务的修改导致第一个事务两次读取的数据可能不太一样。这就发生了在一个事务内两次读到的数据是不一样的情况,因此称为不可重复读。
  • 幻读(Phantom read):幻读与不可重复读类似。它发生在一个事务(T1)读取了几行数据,接着另一个并发事务(T2)插入了一些数据时。在随后的查询中,第一个事务(T1)就会发现多了一些原本不存在的记录,就好像发生了幻觉一样,所以称为幻读。

不可重复度和幻读区别:

不可重复读的重点是修改,幻读的重点在于新增或者删除

  • 例1(同样的条件, 你读取过的数据, 再次读取出来发现值不一样了 ):事务1中的A先生读取自己的工资为 1000的操作还没完成,事务2中的B先生就修改了A的工资为2000,导 致A再读自己的工资时工资变为 2000;这就是不可重复读。

  • 例2(同样的条件, 第1次和第2次读出来的记录数不一样 ):假某工资单表中工资大于3000的有4人,事务1读取了所有工资大于3000的人,共查到4条记录,这时事务2 又插入了一条工资大于3000的记录,事务1再次读取时查到的记录就变为了5条,这样就导致了幻读。

隔离级别

  • READ-UNCOMMITTED(读取未提交): 最低的隔离级别,允许读取尚未提交的数据变更,可能会导致脏读、幻读或不可重复读。
  • READ-COMMITTED(读取已提交): 允许读取并发事务已经提交的数据,可以阻止脏读,但是幻读或不可重复读仍有可能发生。
  • REPEATABLE-READ(可重复读): 对同一字段的多次读取结果都是一致的,除非数据是被本身事务自己所修改,可以阻止脏读和不可重复读,但幻读仍有可能发生。
  • SERIALIZABLE(可串行化): 最高的隔离级别,完全服从ACID的隔离级别。所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。
隔离级别 脏读 不可重复读 幻影读
READ-UNCOMMITTED
READ-COMMITTED ×
REPEATABLE-READ × ×
SERIALIZABLE × × ×

MySQLInnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ(可重复读)

与 SQL 标准不同的地方在于InnoDB 存储引擎在 REPEATABLE-READ(可重读)事务隔离级别下使用的是Next-Key Lock 锁算法,因此可以避免幻读的产生,这与其他数据库系统是不同的。所以说InnoDB 存储引擎的默认支持的隔离级别是 REPEATABLE-READ(可重读) 已经可以完全保证事务的隔离性要求,即达到了 SQL标准的SERIALIZABLE(可串行化)隔离级别。

因为隔离级别越低,事务请求的锁越少,所以大部分数据库系统的隔离级别都是READ-COMMITTED(读取提交内容):,但是要知道的是InnoDB 存储引擎默认使用 REPEATABLE-READ(可重读)并不会有任何性能损失。

Spring事务

传播行为

传播机制 描述
REQUIRED(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED) 支持当前事务,如果没有事务会创建一个新的事务
SUPPORTS(TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS) 支持当前事务,如果没有事务的话以非事务方式执行
MANDATORY(TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY) 支持当前事务,如果没有事务抛出异常
REQUIRES_NEW(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW) 创建一个新的事务并挂起当前事务
NOT_SUPPORTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED) 以非事务方式执行,如果当前存在事务则将当前事务挂起
NEVER(TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER) 以非事务方式进行,如果存在事务则抛出异常
NESTED(TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED) 如果当前存在事务,则在嵌套事务内执行。如果当前没有事务,则进行与PROPAGATION_REQUIRED类似的操作。

隔离级别

TransactionDefinition 接口中定义了五个表示隔离级别的常量:

  • TransactionDefinition.ISOLATION_DEFAULT:这是默认值,表示使用底层数据库的默认隔离级别。对大部分数据库而言,通常这值就是TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED
  • TransactionDefinition.ISOLATION_READ_UNCOMMITTED:该隔离级别表示一个事务可以读取另一个事务修改但还没有提交的数据。该级别不能防止脏读,不可重复读和幻读,因此很少使用该隔离级别。比如PostgreSQL实际上并没有此级别。
  • TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED:该隔离级别表示一个事务只能读取另一个事务已经提交的数据。该级别可以防止脏读,这也是大多数情况下的推荐值。
  • TransactionDefinition.ISOLATION_REPEATABLE_READ:该隔离级别表示一个事务在整个过程中可以多次重复执行某个查询,并且每次返回的记录都相同。该级别可以防止脏读和不可重复读。
  • TransactionDefinition.ISOLATION_SERIALIZABLE:所有的事务依次逐个执行,这样事务之间就完全不可能产生干扰,也就是说,该级别可以防止脏读、不可重复读以及幻读。但是这将严重影响程序的性能。通常情况下也不会用到该级别。

@Transactional注解

属性 类型 描述
value String 可选的限定描述符,指定使用的事务管理器
propagation enum: Propagation 可选的事务传播行为设置
isolation enum: Isolation 可选的事务隔离级别设置
readOnly boolean 读写或只读事务,默认读写
timeout int (in seconds granularity) 事务超时时间设置
rollbackFor Class对象数组,必须继承自Throwable 导致事务回滚的异常类数组
rollbackForClassName 类名数组,必须继承自Throwable 导致事务回滚的异常类名字数组
noRollbackFor Class对象数组,必须继承自Throwable 不会导致事务回滚的异常类数组
noRollbackForClassName 类名数组,必须继承自Throwable 不会导致事务回滚的异常类名字数组

@Transactional失效场景

@Transactional所在的类是否被加载为Bean
@Transactional 应用在非 public 修饰的方法上

如果Transactional注解应用在非public修饰的方法上,Transactional将会失效,如果要用在非 public 方法上,可以开启 AspectJ 代理模式。protected、private修饰的方法上使用@Transactional 注解,虽然事务无效,但不会有任何报错。

@Transactional 注解属性 propagation 设置错误

若是错误的配置以下三种 propagation,事务将不会发生回滚。

  • TransactionDefinition.PROPAGATION_SUPPORTS:如果当前存在事务,则加入该事务;如果当前没有事务,则以非事务的方式继续运行。

  • TransactionDefinition.PROPAGATION_NOT_SUPPORTED:以非事务方式运行,如果当前存在事务,则把当前事务挂起。

  • TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER:以非事务方式运行,如果当前存在事务,则抛出异常。

@Transactional 注解属性 rollbackFor 设置错误

rollbackFor 可以指定能够触发事务回滚的异常类型。Spring默认抛出了未检查unchecked异常(继承自 RuntimeException 的异常)或者 Error才回滚事务;其他异常不会触发回滚事务。如果在事务中抛出其他类型的异常,但却期望 Spring 能够回滚事务,就需要指定 rollbackFor属性。

同一个类中方法调用,导致@Transactional失效

开发中避免不了会对同一个类里面的方法调用,比如有一个类Test,它的一个方法A,A再调用本类的方法B(不论方法B是用public还是private修饰),但方法A没有声明注解事务,而B方法有。则外部调用方法A之后,方法B的事务是不会起作用的。

异常被catch导致@Transactional失效
数据库引擎不支持事务

MySQL的MyISAM引擎不支持事务,InnoDB 才是支持事务的引擎。

savePoint

savepoint是在数据库事务处理中实现“子事务”(subtransaction),也称为嵌套事务的方法。事务可以回滚到 savepoint 而不影响 savepoint 创建前的变化, 不需要放弃整个事务。savepoint就是为回退做的,savepoint的个数没有限制,savepoint和虚拟机中快照类似. savepoint是事务中的一点。用于取消部分事务,当结束事务时,会自动的删除该事务中所定义的所有保存点。

当执行rollback时,通过指定保存点可以回退到指定的点。

  • 1.设置保存点 savepoint a
  • 2.取消保存点a之后事务 rollback to a
  • 3.取消全部事务 rollback

注意:这个回退事务,必须是没有commit前使用的;

分布式事务场景

跨库事务

跨库事务指的是,一个应用需要操作多个库,不同的库中存储不同的业务数据。

分库分表

服务化(SOA)或微服务

微服务需要保证跨多个服务的对多个数据库的操作,要不都成功,要不都失败。