Java中的事务

article/2025/10/3 3:55:34

一、事务概述

1. 什么是事务

事务是指对数据库的一系列的操作序列，数据库应用系统通过事务集来完成对数据的存取操作。

2. 事务的特性（ACID原则）

原子性（Atomicity）：一个事务的操作不可分割，要么全部成功，要么全部失败；
一致性（Consistency）：一个事务执行的完成的前后，数据库的数据要保持业务逻辑的一致性；
隔离性（Isolation）：事务的执行不能受其他事务干扰，彼此隔离；
持久性（Durability）：事务的提交或者回滚都需要持久化到数据库里；

3. 事务的两种提交方式

自动提交：一句sql就是一个事务，执行完成后自动提交（mysql默认自动提交）
手动提交：执行完成后必须手动commit

4. 事务的隔离级别

在事务的四大特性ACID中，要求的隔离性是一种严格意义上的隔离，也就是多个事务是串行执行的，彼此之间不会受到任何干扰。这确实能够完全保证数据的安全性，但在实际业务系统中，这种方式性能不高。因此，数据库定义了四种隔离级别，隔离级别和数据库的性能是呈反比的，隔离级别越低，数据库性能越高，而隔离级别越高，数据库性能越差。

二、事务隔离性

1. 事务并发执行会出现的问题

更新丢失

当有两个并发执行的事务，更新同一行数据，那么有可能一个事务会把另一个事务的更新覆盖掉。当数据库没有加任何锁操作的情况下会发生。
第一类丢失更新：A事务完成时，把已经提交的B事务的更新数据覆盖了
第二类丢失更新：A事务覆盖B事务已经提交的数据，造成B事务所做的操作丢失

脏读

一个事务读到另一个尚未提交的事务中的数据。
该数据可能会被回滚从而失效。
如果第一个事务拿着失效的数据去处理那就发生错误了。

例如：张三的工资为5000，事务A中把他的工资改为8000，但事务A尚未提交。与此同时，事务B正在读取张三的工资，读取到张三的工资为8000。随后，事务A发生异常，而回滚了事务。张三的工资又回滚为5000。最后，事务B读取到的张三工资为8000的数据即为脏数据，事务B做了一次脏读。

不可重复读

不可重复度的含义：一个事务对同一行数据读了两次，却得到了不同的结果。它具体分为如下两种情况：

虚读：在事务1两次读取同一记录的过程中，事务2对该记录进行了修改，从而事务1第二次读到了不一样的记录。
幻读：事务1在两次查询的过程中，事务2对该表进行了插入、删除操作，从而事务1第二次查询的结果发生了变化。

2. 解决办法

为了解决上述问题，数据库通过锁机制解决并发访问的问题。根据锁定对象不同：分为行级锁和表级锁；根据并发事务锁定的关系上看：分为共享锁定和独占锁定，共享锁定会防止独占锁定但允许其他的共享锁定。而独占锁定既防止共享锁定也防止其他独占锁定。为了更改数据，数据库必须在进行更改的行上施加行独占锁定，insert、update、delete和selsct for update语句都会隐式采用必要的行锁定。
但是直接使用锁机制管理是很复杂的，基于锁机制，数据库给用户提供了不同的事务隔离级别，只要设置了事务隔离级别，数据库就会分析事务中的sql语句然后自动选择合适的锁。
不同的隔离级别对并发问题的解决情况如图：

3. 数据库的四种隔离级别

数据库一共有如下四种隔离级别：

Read uncommitted 读未提交
在该级别下，一个事务对一行数据修改的过程中，不允许另一个事务对该行数据进行修改，但允许另一个事务对该行数据读。
因此本级别下，不会出现更新丢失，但会出现脏读、不可重复读。
Read committed 读提交
在该级别下，未提交的写事务不允许其他事务访问该行，因此不会出现脏读；但是读取数据的事务允许其他事务的访问该行数据，因此会出现不可重复读的情况。
Repeatable read 重复读
在该级别下，读事务禁止写事务，但允许读事务，因此不会出现同一事务两次读到不同的数据的情况（不可重复读），且写事务禁止其他一切事务。
Serializable 序列化
该级别要求所有事务都必须串行执行，因此能避免一切因并发引起的问题，但效率很低。

隔离级别越高，越能保证数据的完整性和一致性，但是对并发性能的影响也越大。对于多数应用程序，可以优先考虑把数据库系统的隔离级别设为Read Committed。它能够避免脏读取，而且具有较好的并发性能。尽管它会导致不可重复读、幻读和第二类丢失更新这些并发问题，在可能出现这类问题的个别场合，可以由应用程序采用悲观锁或乐观锁来控制。

三、数据库锁机制

1. 为什么要有锁

数据库是多用户共同使用的共享资源，当多个用户同时操作同一条数据的时候，就会出现脏读，幻读，不可重复读现象，所以，加锁是数据库对于解决并发一个可行的方案
锁的分类：乐观锁，悲观锁
乐观锁：每次在操作数据的时候认为没有其他人来修改数据，所以认为不用加锁；乐观锁需要自己去设计实现
悲观锁：每次在操作数据的时候，认为会有数据冲突，所以需要先获取锁；悲观锁是数据库提供的，使用的时候直接去调用语句就好了

2. 悲观锁按照使用性质划分

共享锁（Share locks简记为S锁）：也称读锁，事务A对对象T加s锁，其他事务也只能对T加S，多个事务可以同时读，但不能有写操作，直到A释放S锁。
排它锁（Exclusivelocks简记为X锁）：也称写锁，事务A对对象T加X锁以后，其他事务不能对T加任何锁，只有事务A可以读写对象T直到A释放X锁。
更新锁（简记为U锁）：用来预定要对此对象施加X锁，它允许其他事务读，但不允许再施加U锁或X锁；当被读取的对象将要被更新时，则升级为X锁，主要是用来防止死锁的。因为使用共享锁时，修改数据的操作分为两步，首先获得一个共享锁，读取数据，然后将共享锁升级为排它锁，然后再执行修改操作。这样如果同时有两个或多个事务同时对一个对象申请了共享锁，在修改数据的时候，这些事务都要将共享锁升级为排它锁。这些事务都不会释放共享锁而是一直等待对方释放，这样就造成了死锁。如果一个数据在修改前直接申请更新锁，在数据修改的时候再升级为排它锁，就可以避免死锁。

3. 悲观锁按照作用范围划分：

行锁：锁的作用范围是行级别，数据库能够确定那些行需要锁的情况下使用行锁，如果不知道会影响哪些行的时候就会使用表锁。举个例子，一个用户表user，有主键id和用户生日birthday当你使用update … where id=?这样的语句数据库明确知道会影响哪一行，它就会使用行锁，当你使用update … where birthday=?这样的的语句的时候因为事先不知道会影响哪些行就可能会使用表锁。
表锁：锁的作用范围是整张表。