JDBC学习：事务

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-02-13 03:11 280阅读 0赞

## 什么是事务 ##

数据库中一些操作的集合是一个独立的单元，事务就是构成单一逻辑工作单位的集合。

## 为什么需要事务 ##

事务是为解决数据安全操作提出的，事务控制实际上就是控制数据的安全访问。  
比如：银行转帐业务，账户A给账户B转帐100元，需要账户A余额减100元，账户B余额加100元，两个需要同时发生。完成这种操作需要保证要么全部成功，要么全部失败。

## 什么是回滚 ##

未能成功完成的事务成为中止事务，对中止事务造成的变更需要进行撤销处理，称为事务回滚。

## 事务的特性（ACID 原则） ##

*  **原子性(atomicity)**：对事务中的全部操作是不可分割的，要么全部完成，要么都不执行。
 *  **一致性(consistency)**：事务执行之前和执行之后，数据库都必须处于一致性状态。
 *  **隔离性(isolation)**：事务的执行不受其他事务的干扰，事务执行的中间结果对其他事务必须是透明的。
 *  **持久性(durability)**：对于任意已提交的事务，系统必须保证该对数据库的改变不丢失，即使数据库出现故障。

Java JDBC 事务机制  
比如有个业务：当我们修改一个信息后再去查询这个信息。这是一个简单的业务，实现起来也非常容易，但是当这个业务放在**多线程高并发**的平台下，问题自然就出现了。  
比如当执行了一个修改后，在查询之前有一个线程也执行了修改语句，这时再执行查询，看到的信息就有可能和我们修改的不同。为了解决这一问题，就引入了引入JDBC事务机制。

## 如何操作 ##

把事务操作设置为不自动提交，通过手动提交就能实现事务的处理。

搭建实验环境实验，在当前数据库中创建一个测试表：

CREATE TABLE tb (
        id INT UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT KEY COMMENT '编号',
        name VARCHAR(20) NOT NULL COMMENT '姓名',
        sex VARCHAR(4) NOT NULL COMMENT '性别',
        phone VARCHAR(11) NOT NULL COMMENT '手机号码'
    );

插入几条测试数据：

INSERT INTO tb
    (name, sex, phone)
    VALUES
    ("张三", "男", "139****2234"),
    ("李四", "女", "130****3239"),
    ("王二", "男", "136****1234"),
    ("小王", "女", "137****1735"),
    ("赵云", "男", "131****1255"),
    ("关羽", "男", "139****1930");

[实验代码][Link 1]  
![transactionDemo][]

## 相关延伸 ##

### 事务并发处理可能引起的问题 ###

*  **脏读(dirty read)**:一个事务读取了另一个事务尚未提交的数据。
 *  **不可重复读(non-repeatable read)**:一个事务的操作导致另一个事务前后两次读取到不同的数据。
 *  **幻读(phantom read)**:一个事务的操作导致另一个事务前后两次查询到的结果数据量不同。

举例：

*  事务A、B并发执行，当A事务update后，B事务select读取到A尚未提交的数据，此时A事务rollback，则B读取到的数据是无效的“脏”数据。
 *  当B事务select读取数据后，A事务update操作更改B事务select到的数据，此时B事务再次读取该数据，发现前后两次的数据不一样。
 *  当B事务select读取数据后，A事务insert或delete了一条满足A事务的select条件的记录，此时B事务再次select，发现查询到前不存在的数据（“幻影”），或者前面的某个记录不见了。

## JDBC的事务支持 ##

JDBC对事务的支持体现在三个方面：

### 1.自动提交模式(Auto-commit mode) ###

Connection提供了一个`auto-commit`的属性来指定事务何时结束。

*  a.当auto-commit为`true`时，当每个独立的SQL操作执行完毕，事务立即自动提交，也就是说每个SQL操作都是一个事务的。auto-commit默认为`true`。

一个独立SQL操作什么时候什么执行完毕呢？  
JDBC规范这样规定

> 对数据操作语言（DML如insert，update，delete）和数据定义语言（DDL如create，drop），语句一执行完就视为执行完毕。

对select语句，当与它关联的ResultSet对象关闭时，视为执行完毕。  
对存储过程或者其他返回多个结果的语句，当与它关联的所有ResultSet对象全部关闭，所有update count（update,delete等语句操作影响的行数）和output parameter（存储过程的输出参数）都已经获取之后，视为执行完毕。

*  b.当auto-commit为`false`时，每个事务都必须显式调用`commit`方法进行提交，或者显式调用commit方法进行回滚。

### 2.事务隔离级别（Transaction Isolation Levels） ###

JDBC提供了5种不同的事务隔离级别。在Connection中进行了定义。

*  `TRANSACTION_NONE`:JDBC不支持事务
 *  `TRANSACTION_READ_UNCOMMITTED`:允许脏读、不可重复读和幻读
 *  `TRANSACTION_READ_COMMITTED`:禁止脏读，但允许不可重复读和幻读
 *  `TRANSACTION_REPEATABLE_READ`:禁止脏读和不可重复读，单可以幻读
 *  `TRANSACTION_SERIALIZABLE`:禁止脏读、不可重复读和幻读

### 3.保存点（SavePoint） ###

JDBC定义了SavePoint接口，提供在一个更细粒度的事务控制机制。当设置了一个保存点后，可以rollback到该保存点处的状态，而不是rollback整个事务。

## 连接对象获取和关闭的时机 ##

现状：

*  连接对象的获取和销毁比较浪费时间
 *  一个事务中多个操作，若每个操作都生成一个连接对象，多用户同时连接数据库时，访问效率会非常的低。

需求：

*  一个事务中的多个操作应该用同一个连接对象控制，不然无法实现提交和回滚。一个事务开始时获得连接对象，一个事务结束时关闭连接。

解决：

1.  将连接对象的申请交给专门的连接管理类  
    事务申请连接对象时，通过连接管理类申请，而不再通过DriverManager申请
2.  一个事务一定是由一个线程完成的，使用**线程局部变量**获得同一个连接对象

## 接口`DataSource` ##

> 该工厂用于提供到此 DataSource 对象所表示的物理数据源的连接。

作为 DriverManager 工具的替代项，DataSource 对象是获取连接的首选方法。

`DataSource`接口由驱动程序供应商实现。共有三种类型的实现：

*  基本实现:生成标准的 Connection 对象
 *  连接池实现:生成自动参与连接池的 Connection 对象。此实现与中间层连接池管理器一起使用。
 *  分布式事务实现:生成一个 Connection 对象，该对象可用于分布式事务，大多数情况下总是参与连接池。此实现与中间层事务管理器一起使用，大多数情况下总是与连接池管理器一起使用。

方法：

*  `getConnection()`：尝试建立与此 DataSource 对象所表示的数据源的连接。
 *  `getConnection(String username, String password)`：尝试建立与此 DataSource 对象所表示的数据源的连接。

实例：  
先在src目录下新建配置文件`config.properties`:

driver=com.mysql.jdbc.Driver
    url=jdbc\:mysql\://127.0.0.1\:3306/empmgs?useUnicode\=true&characterEncoding\=utf-8
    username=root
    password=root

实例代码：

import java.io.FileInputStream;
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.SQLException;
    import java.sql.Statement;
    import java.util.Properties;
    import javax.sql.DataSource;
    import org.apache.commons.dbcp.BasicDataSourceFactory;
    
    public class demo4 {
        static Properties prop = new Properties();
        static DataSource ds = null;
        static ThreadLocal<Connection> threadLocal = new ThreadLocal<Connection>();
        private static Connection conn = null;
        private static Statement sm = null;
        /**
         * 静态初始化块加载注册驱动
         */
        static {
            try {
                prop.load(new FileInputStream("src/config.properties"));
                ds = BasicDataSourceFactory.createDataSource(prop);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        static public Connection getConnection(){
            try {
                //先看线程局部变量
                conn = threadLocal.get();
                if(conn == null){//线程局部变量中没有保存连接对象
                    conn = ds.getConnection();
                    threadLocal.set(conn);//设置连接对象到线程局部变量
                }
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return conn;
        }
        public static void main(String[] args) {
            try{
                conn = getConnection ();
                sm = conn.createStatement();
                // 关闭自动提交
                conn.setAutoCommit(false);
                sm.executeUpdate("UPDATE tb SET name = '老王' WHERE id = 3 ");
                sm.executeUpdate("INSERT INTO tb (name, sex, phone) VALUES ('美丽','女','132****5555')");
                conn.commit();
                System.out.println("运行结束");
            } catch (Exception e) {
                try {
                    conn.rollback();
                } catch (Exception ex) {
                    e.printStackTrace();
                }
            } finally {
                if (sm != null) {
                    try {
                        sm.close();
                    } catch (SQLException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }        
                if (conn != null) {
                    try {
                        conn.close();
                        conn = null;
                    } catch (SQLException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    
    }

[Link 1]: https://github.com/ruanfumin/tourJava/blob/master/src/database/transactionDmo.java
[transactionDemo]: /images/20220213/779b87aeead24f07aba13b6d5683575d.png