数据库事务

操作数据库一般是通过SQL语句实现的，大多数情况下，一条SQL语句就能实现所需要的数据处理。但是，在有些情况下，需要通过多条SQL语句才能实现所需要的数据处理。例如，从A账号转账100元到B账号，数据库则需要先执行“A账号减少100元”的SQL语句，再执行“B账号增加100元”的SQL语句。

一旦出现这种通过多条SQL语句才能实现的数据处理，则可能会存在中间环节出现问题而导致数据不一致的情况，如“A账号减少100元”执行成功，但“B账号增加100元”执行失败时，则会造成100元凭空消失的情况。

为了解决这类“数据不一致”问题，需要利用数据库事务。数据库事务是把多条SQL语句划分为一个整体，这些操作要么全部执行，要么全部不执行。

第三方软件使用数据库事务的流程如图4.75所示。其中，提交事务指的是正常结束本次事务，事务中的数据操作都会生效；回滚事务指的是回滚本次事务中的所有数据操作，本次事务中的数据操作都不会生效。以Java为例，通过JDBC构造一个数据库事务的代码如代码4.52所示。

图4.75 第三方软件使用数据库事务的流程

代码4.52　通过JDBC构造一个数据库事务

//连接数据库，详细说明见4.4.4小节中的代码4.44

Connection connection = DriverManager.getConnection(

"jdbc:mysql://ip:port/xxx",

"userName",

"password");

try{

//关闭自动提交事务，可以变相理解为开启事务操作，但实际上开启事务的指令由数据库驱动

自动发送，自动发送的时机一般在第一次发送SQL语句的时候

connection.setAutoCommit(false);

//执行SQL语句1

…

//执行SQL语句n

//所执行的SQL语句都成功，提交事务

connection.commit();

} catch(SQLException e) {

//发生错误，回滚事务

connection.rollback();

}

数据库事务有4个特性，分别是原子性、一致性、隔离性和持久性，这4个特性一般也被称为ACID特性。下面是这4个特性的详细说明。

·原子性（Atomicity）：事务中的全部操作是不可分割的，要么全部执行，要么全部不执行。

·一致性（Consistency）：几个并行执行的事务，其执行结果必须与按顺序串行执行的结果相一致。

·隔离性（Isolation）：事务的执行不受其他事务的干扰，这种属性也称为串行化。例如，有两个并发的事务T1和T2，在最高隔离等级下，T1执行的时机，要么在T2执行之前，要么在T2执行完毕之后。

·持久性（Durability）：对于任意一个已完成的事务，必须保证该事务对数据库的改变是永久性的，即使数据库出现故障。

在最极端的情况下，数据库事务之间是完全隔离的，即多个数据库事务不会同时被执行，而是按一定的顺序串行执行。虽然这样能避免数据不一致的情况，但同时数据库的处理性能也会被限制（不能同时执行多个数据操作）。因此，数据库事务不能被滥用，当多条SQL语句不会造成“数据不一致”的情况时（如多条查询SQL语句），则不需要使用数据库事务。

注意： 数据库事务不是所有数据库引擎都支持的，例如InnoDB（MySQL默认引擎）支持数据库事务，而MySIAM则不支持。默认情况下，MySQL和Oracle都支持数据库事务。另外，单条SQL语句也可以简单地理解为是一个事务，但实际上也需要根据具体的数据库引擎而定。

1.数据库事务隔离等级

数据库事务之间完全隔离是非常浪费性能的，对于“读操作”而言，在很多情况下，所读取的数据都不是正在执行的数据库事务的修改目标，有些时候，这些所读取的数据也无须特别准确。因此，数据库为了提升数据库事务的性能，提供了可设置的数据库事务隔离等级。在非最高事务隔离等级下，在一个事务的执行过程中，允许其他事务执行“读操作”，但是其他事务的“写操作”仍然会被阻塞。

在介绍具体的数据库事务隔离等级之前，先介绍一下“读操作”被允许并发执行后可能会发生的一些问题，包括脏读、不可重复读和幻读。

·脏读：指的是一个事务读取了另一个事务未提交的数据，而未提交的数据可能会被撤销。

·不可重复读：指的是对于某一数据，一个事务中对其查询多次，但返回的结果不是相同的。这是由于在查询间隔中，所查询的数据可能被另一事务修改并提交了。

·幻读：指的是对于某一数据集，一个事务中对其查询多次，但返回的数据集不是相同的。这是由于在查询间隔中，可能是另一事务新增或删除了某条数据。

注意： 以上问题都可能造成“数据不准确”的情况，但是一些数据即使不准确也不会产生很大的影响。例如，后端应用程序接收了一个“获取某种普通信息列表”的请求，在程序获取数据的时候刚好有其他事务在更新数据，则程序获取的信息不是最新的，但是影响却不大。

在了解了以上问题后，下面介绍数据库事务隔离等级。数据库事务隔离等级被定义在SQL92标准当中，但实际上，不同的数据库对数据库事务隔离等级的划分是有区别的。以MySQL为例（符合SQL92标准），数据库事务隔离等级有4个级别，分别是读未提交、读已提交、可重复读和串行化。

·读未提交（Read Uncommitted）：最低的数据库事务隔离等级。此隔离等级的事务在执行过程中，允许其他事务读取该事务未提交的“新数据”。此隔离等级下，脏读、不可重复读和幻读都可能发生。

·读已提交（Read Committed）：此隔离等级的事务在执行过程中，允许其他事务读取该事务已提交的“新数据”。此隔离等级下，避免了脏读，而不可重复读和幻读仍可能会发生。

·可重复读取（Repeatable Read）：MySQL默认的隔离等级，此隔离等级保证某一事务对某一数据的多次查询结果是一致的。此隔离等级下，能避免脏读和不可重复读，而幻读仍可能会发生。

·串行化（Serializable）：此隔离等级保证事务完全隔离，多个数据库事务会被强制按一定的顺序串行执行。此隔离等级下，能避免脏读、不可重复读和幻读。但这个级别的隔离可能会造成大量的性能浪费和超时，在实际应用中不建议使用。

一般情况下，数据库事务隔离等级保持“可重复读取”级别即可（MySQL默认的隔离等级）。当然，数据库事务隔离等级也可以对单个事务进行设置，但一般不建议这么做，除非存在某些特别的需求。

2.Spring Boot中使用数据库事务

在Spring Boot中使用数据库事务的操作步骤如下：

（1）开启事务管理器。需要在xxApplication.java文件中添加注解，如代码4.53所示，其中，@EnableTransactionManagement为开启事务管理器的注解。

代码4.53　修改后的xxApplication.java文件

…

@SpringBootApplication

@EnableTransactionManagement //开启事务管理器

public class xxApplication {

public static void main(String[] args) {

…

}

}

…

（2）在业务层（Service层）中标记需要使用数据库事务的方法，如代码4.54所示，其中，@Transactional为数据库事务标记。

注意： @Transactional中可以设置其他参数，也可以手动设置回滚的节点（不回滚所有操作），这里不展开介绍。

代码4.54　在Service层代码中添加事务标记

…

@Service("XXX")

public class XXXService {

…

//标记数据库事务，当异常发生时，会自动撤销所有数据库操作。函数中不能用catch捕获

异常

@Transactional(rollbackFor=Exception.class)

public JSONObject ServiceFunction(JSONObject requestParam, JSONObject

returnParam){

//调用Dao层函数1（执行SQL语句）

xxxDao.update_1(…);

//调用Dao层函数2（执行SQL语句）

xxxDao.update_2(…);

return returnParam;

}

}

本文给大家讲解的内容是大型网站架构的技术细节：后端架构数据库--数据库事务

1. 下篇文章给大家讲解的内容是大型网站架构的技术细节：后端架构数据库-分布式事务
2. 感谢大家的支持！