Spring学习记录5——数据库事务基础知识

何为数据库事务

　　“一荣共荣，一损共损”这句话很能体现事务的思想，很多复杂的事务要分步进行，但它们组成了一个整体，要么整体生效，要么整体失效。这种思想反映到数据库上，就是多条SQL语句，要么全部成功，要么全部失败。例如转账就可以看做一个事务，假设A要给B转账100元，在事务开始后，A的账户减少了100元，假设在给B的账户转账时失败了，这时A账户已经减少了100元，B的账户也没有增加100元，这时A的账户应该回滚到事务开始之前的状态，而不是凭空少了100元。

　　数据库事务有严格的定义，必须同时满足四个特效：原子性（Atomic）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durabiliy），简称为ACID。

原子性：表示组成一个事务的多个数据库操作是一个不可分割的原子单元，只有所有的操作执行成功，整个事务才提交。事务中的任何一个数据库操作失败时，已经执行的任何操作都必须撤销，让数据库返回到初始状态。
一致性：事务操作成功后，数据库所处的状态和它的业务规则是一直的，即数据不会被破坏。如A转账100元到B，不管操作是否成功，AB两个账户的存款总额应该不变。
隔离性：在并发数据操作时，不同的事务拥有各自的数据空间，它们的操作不会对对方产生干扰。准确的说，并非要求做到完全无干扰。数据库规定了多种事务隔离级别，不同的隔离级别对应不同的干扰程度，隔离级别越高，数据一致性越好，并发性越弱。
持久性：一旦事务提交后，事务中所有的数据操作都必须被持久化到数据库中。

　　在这些事务特性中，数据“一致性”是最终目标。

　　数据库管理系统一般采用重执行日志来保证原子性、一致性和持久性。重执行日志记录了数据库变化的每一个动作，数据库在一个事务中执行一部分操作后发生错误退出，数据库即可根据重执行日志撤销已经执行的操作。此外，对于已经提交的事务，既是数据库崩溃，在重启数据库时也能根据日志对尚未持久化的数据进行相应的重执行操作。

　　和Java程序采用对象锁机制进行线程同步类似，数据库管理系统采用数据库锁机制保证事务的隔离性。当多个事务试图对相同的数据进行操作时，只有持有锁的事务才能操作数据，直到前一个事务完成后，后面的事务才有机会对数据进行操作。

数据并发问题

　　一个数据库可能拥有多个访问客户端，这些客户端都可用并发的方式访问数据库。数据库中的相同数据可能同时被多个事务访问，如果没有采取隔离措施，就会导致各种并发问题，破坏数据的完整性。这些问题可归结为5类，包括3类数据度问题（脏读、不可重读和幻象读）及2类数据更新问题（第一类丢失更新和第二类丢失更新）。

数据库锁机制和事务隔离级别

　　数据库通过锁机制解决并发访问问题，按锁定的对象不同，一般可以分为表锁定和行锁定。前者对整张表进行锁定，而后者对表中特定的行进行锁定。从并发事务锁定的关系上看，可以分为共享锁定和独占锁定。

　　直接使用锁管理是很麻烦的，因此数据库为用户提供了自动锁机制。只要用户指定会话的事务隔离级别，数据库就会分析事务中的SQL语句，然后自动为事务操作的数据资源添加合适的锁。此外，数据库也会维护这些锁，当一个资源上锁数目过多时，自动进行锁升级以提高系统的运行性能。

JDBC对事务的支持

　　Connection默认情况下是自动提交的，即每条执行的SQL语句都对应一个事务。为了将多条SQL语句当成一个事务执行，必须先通过Connection#setAutoCommit(false)阻止Connection自动提交，再通过setTransactionIsolation()方法设置事务的隔离级别。