数据库事务4种隔离级别、7种传播行为和@Transactional注解实例讲解
前言
数据库事务( transaction)是访问并可能操作各种数据项的一个数据库操作序列，这些操作要么全部执行,要么全部不执行，是一个不可分割的工作单位。事务由事务开始与事务结束之间执行的全部数据库操作组成。
1、原子性(Atomicity)：事务中的全部操作在数据库中是不可分割的，要么全部完成，要么全部不执行。
2、一致性(Consistency)：几个并行执行的事务，其执行结果必须与按某一顺序 串行执行的结果相一致。
3、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。
4、持久性(Durability):对于任意已提交事务，系统必须保证该事务对数据库的改变不被丢失，即使数据库出现故障。
事务的ACID特性是由关系数据库系统(DBMS)来实现的，DBMS采用日志来保证事务的原子性、一致性和持久性。日志记录了事务对数据库所作的更新，如果某个事务在执行过程中发生错误，就可以根据日志撤销事务对数据库已做的更新，使得数据库回滚到执行事务前的初始状态。
对于事务的隔离性，DBMS是采用锁机制来实现的。当多个事务同时更新数据库中相同的数据时，只允许持有锁的事务能更新该数据，其他事务必须等待，直到前一个事务释放了锁，其他事务才有机会更新该数据。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、隔离级别
数据库事务的隔离级别有4个，由低到高依次为Read uncommitted、Read committed、Repeatable read、Serializable这四个级别可以逐个解决脏读、不可重复读、幻读这几类问题。
| 隔离级别 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | 数据库默认级别 |
|---|---|---|---|---|
| Read uncommitted 读未提交 |
可能 | 可能 | 可能 | |
| Read committed 读已提交 |
不可能 | 可能 | 可能 | PostgreSQL、ORACLE、SQL Server和DB2 |
| Repeatable read 可重复读 |
不可能 | 不可能 | 可能 | MySQL |
| Serializable 可串行化 |
不可能 | 不可能 | 不可能 |
- Read uncommitted 这是事务最低的隔离级别，它充许令外一个事务可以看到这个事务未提交的数据。（这种隔离级别会产生脏读，不可重复读和幻像读）。
- Read committed 保证一个事务修改的数据提交后才能被另外一个事务读取。另外一个事务不能读取该事务未提交的数据
- Repeatable read 这种事务隔离级别可以防止脏读，不可重复读。但是可能出现幻像读。（它除了保证一个事务不能读取另一个事务未提交的数据外，还保证了避免下面的情况产生(不可重复读)）。
- Serializable 这是花费最高代价但是最可靠的事务隔离级别。事务被处理为顺序执行（除了防止脏读，不可重复读外，还避免了幻像读）。
二、Mysql隔离实例
1.第一级别：Read Uncommitted(读未提交)
- 所有事务都可以看到其他未提交事务的执行结果
- 本隔离级别很少用于实际应用，因为它的性能也不比其他级别好多少
- 该级别引发的问题是——脏读(Dirty Read)：读取到了未提交的数据
Read Uncommitted读未提交 如下（示例）：
#首先，修改隔离级别
set tx_isolation='READ-UNCOMMITTED';
select @@tx_isolation;
+------------------+
| @@tx_isolation |
+------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------+
#事务A：启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B：也启动一个事务(那么两个事务交叉了)
在事务B中执行更新语句，且不提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A：那么这时候事务A能看到这个更新了的数据吗?
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 | --->可以看到！说明我们读到了事务B还没有提交的数据
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B：事务B回滚,仍然未提交
rollback;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A：在事务A里面看到的也是B没有提交的数据
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 | --->脏读意味着我在这个事务中(A中)，事务B虽然没有提交，但它任何一条数据变化，我都可以看到！
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
2.第二级别：Read Committed(读已提交)
- 它满足了隔离的简单定义：一个事务只能看见已经提交事务所做的改变
- 这种隔离级别出现的问题是——不可重复读(Nonrepeatable Read)：不可重复读意味着我们在同一个事务中执行完全相同的select语句时可能看到不一样的结果。
- |——> 导致这种情况的原因可能有：
- 有一个交叉的事务有新的commit，导致了数据的改变;
- 一个数据库被多个实例操作时,同一事务的其他实例在该实例处理其间可能会有新的commit
- |——> 导致这种情况的原因可能有：
Read Committed读已提交 如下（示例）：
#首先修改隔离级别
set tx_isolation='read-committed';
select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| READ-COMMITTED |
+----------------+
#事务A：启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B：也启动一个事务(那么两个事务交叉了)
在这事务中更新数据，且未提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A：这个时候我们在事务A中能看到数据的变化吗?
select * from tx; --------------->
+------+------+ |
| id | num | |
+------+------+ |
| 1 | 1 |--->并不能看到！ |
| 2 | 2 | |
| 3 | 3 | |
+------+------+ |——>相同的select语句，结果却不一样
|
#事务B：如果提交了事务B呢? |
commit; |
|
#事务A: |
select * from tx; --------------->
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |--->因为事务B已经提交了，所以在A中我们看到了数据变化
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
3.第三级别：Repeatable Read(可重读)
- 它确保同一事务的多个实例在并发读取数据时，会看到同样的数据行
- 此级别可能出现的问题——幻读(Phantom Read)：当用户读取某一范围的数据行时，另一个事务又在该范围内插入了新行，当用户再读取该范围的数据行时，会发现有新的“幻影” 行
- InnoDB和Falcon存储引擎通过多版本并发控制(MVCC，Multiversion Concurrency Control)机制解决了该问题
Repeatable Read可重读 如下（示例）：
#首先，更改隔离级别
set tx_isolation='repeatable-read';
select @@tx_isolation;
+-----------------+
| @@tx_isolation |
+-----------------+
| REPEATABLE-READ |
+-----------------+
#事务A：启动一个事务
start transaction;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务B：开启一个新事务(那么这两个事务交叉了)
在事务B中更新数据，并提交
start transaction;
update tx set num=10 where id=1;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
commit;
#事务A：这时候即使事务B已经提交了,但A能不能看到数据变化？
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 1 | --->还是看不到的！(这个级别2不一样，也说明级别3解决了不可重复读问题)
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+
#事务A：只有当事务A也提交了，它才能够看到数据变化
commit;
select * from tx;
+------+------+
| id | num |
+------+------+
| 1 | 10 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
+------+------+4.第四级别：Serializable(可串行化)
- 这是最高的隔离级别
- 它通过强制事务排序，使之不可能相互冲突，从而解决幻读问题。简言之,它是在每个读的数据行上加上共享锁。
- 在这个级别，可能导致大量的超时现象和锁竞争
Serializable可串行化 如下（示例）：
#首先修改隔离界别
set tx_isolation='serializable';
select @@tx_isolation;
+----------------+
| @@tx_isolation |
+----------------+
| SERIALIZABLE |
+----------------+
#事务A：开启一个新事务
start transaction;
#事务B：在A没有commit之前，这个交叉事务是不能更改数据的
start transaction;
insert tx values('4','4');
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
update tx set num=10 where id=1;
ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction三、7种传播行为
事务传播行为：如果在开始当前事务之前，一个事务上下文已经存在，此时有若干选项可以指定一个事务性方法的执行行为
1. TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED：
如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则创建一个新的事务。这是默认值。
2. TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRES_NEW：
创建一个新的事务，如果当前存在事务，则把当前事务挂起。
3. 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。
4. 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。
5. TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER：
以非事务方式运行，如果当前存在事务，则抛出异常。
6. TransactionDefinition.PROPAGATION_MANDATORY：
如果当前存在事务，则加入该事务；如果当前没有事务，则抛出异常。
7. TransactionDefinition.PROPAGATION_NESTED：
如果当前存在事务，则创建一个事务作为当前事务的嵌套事务来运行； 如果当前没有事务，则该取值等价于TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED。
四、@Transactional注解详解
1、 @Transactional注解参数说明
| 参数名称 |
类型 | 功能描述 |
| value | String | 可选的限定描述符，指定使用的事务管理器 |
| readOnly |
boolean | 读写或只读事务，默认读写 该属性用于设置当前事务是否为只读事务，设置为true表示只读，false则表示可读写，默认值为false。例如：@Transactional(readOnly=true) |
| rollbackFor |
Class对象数组、必须继承自Throwable | 该属性用于设置需要进行回滚的异常类数组，当方法中抛出指定异常数组中的异常时，则进行事务回滚。例如： 指定单一异常类：@Transactional(rollbackFor=RuntimeException.class) 指定多个异常类：@Transactional(rollbackFor={RuntimeException.class, Exception.class}) |
| rollbackForClassName |
类名数组、必须继承自Throwable | 该属性用于设置需要进行回滚的异常类名称数组，当方法中抛出指定异常名称数组中的异常时，则进行事务回滚。例如： 指定单一异常类名称：@Transactional(rollbackForClassName="RuntimeException") 指定多个异常类名称：@Transactional(rollbackForClassName={"RuntimeException","Exception"}) |
| noRollbackFor |
Class对象数组，必须继承自Throwable | 该属性用于设置不需要进行回滚的异常类数组，当方法中抛出指定异常数组中的异常时，不进行事务回滚。例如： 指定单一异常类：@Transactional(noRollbackFor=RuntimeException.class) 指定多个异常类：@Transactional(noRollbackFor={RuntimeException.class, Exception.class}) |
| noRollbackForClassName |
类名数组，必须继承自Throwable | 不会导致事务回滚的异常类数组 该属性用于设置不需要进行回滚的异常类名称数组，当方法中抛出指定异常名称数组中的异常时，不进行事务回滚。例如： 指定单一异常类名称：@Transactional(noRollbackForClassName="RuntimeException") 指定多个异常类名称： @Transactional(noRollbackForClassName={"RuntimeException","Exception"}) |
| propagation |
enum:Propagation | 该属性用于设置事务的传播行为，具体取值可参考表6-7。 例如：@Transactional(propagation=Propagation.NOT_SUPPORTED,readOnly=true) |
| isolation |
enum:Isolation | 该属性用于设置底层数据库的事务隔离级别，事务隔离级别用于处理多事务并发的情况，通常使用数据库的默认隔离级别即可，基本不需要进行设置 |
| timeout |
int (in seconds granularity) | 该属性用于设置事务的超时秒数，默认值为-1表示永不超时 |
2、@Transactional 注意事项
- 不要再类级别上加事务，否则所有方法都有事务，要在方法上加事务，如果类中绝大多数方法都需要加事务，那请在不需要加事务的方法上面禁止事务
- 加事务的方法必须是public
- 只有外部直接调用的方法上加事务，才会有效果
- 用 spring 事务管理器,由spring来负责数据库的打开,提交,回滚.默认遇到运行期例外(throw new RuntimeException("注释");)会回滚，即遇到不受检查（unchecked）的例外时回滚；而遇到需要捕获的例外(throw new Exception("注释");)不会回滚,即遇到受检查的例外（就是非运行时抛出的异常，编译器会检查到的异常叫受检查例外或说受检查异常）时，需我们指定方式来让事务回滚要想所有异常都回滚,要加上 @Transactional( rollbackFor={Exception.class,其它异常}) .如果让unchecked例外不回滚： @Transactional(notRollbackFor=RunTimeException.class)
3、@Transactional参数详解
事物传播行为介绍:
- @Transactional(propagation=Propagation.REQUIRED) ：如果有事务, 那么加入事务, 没有的话新建一个(默认情况下)
- @Transactional(propagation=Propagation.NOT_SUPPORTED) ：容器不为这个方法开启事务
- @Transactional(propagation=Propagation.REQUIRES_NEW) ：不管是否存在事务,都创建一个新的事务,原来的挂起,新的执行完毕,继续执行老的事务
- @Transactional(propagation=Propagation.MANDATORY) ：必须在一个已有的事务中执行,否则抛出异常
- @Transactional(propagation=Propagation.NEVER) ：必须在一个没有的事务中执行,否则抛出异常(与Propagation.MANDATORY相反)
- @Transactional(propagation=Propagation.SUPPORTS) ：如果其他bean调用这个方法,在其他bean中声明事务,那就用事务.如果其他bean没有声明事务,那就不用事务.
事物超时设置:
- @Transactional(timeout=30) //默认是30秒
事务隔离级别:
- @Transactional(isolation = Isolation.READ_UNCOMMITTED)：读取未提交数据(会出现脏读, 不可重复读) 基本不使用
- @Transactional(isolation = Isolation.READ_COMMITTED)：读取已提交数据(会出现不可重复读和幻读)
- @Transactional(isolation = Isolation.REPEATABLE_READ)：可重复读(会出现幻读)
- @Transactional(isolation = Isolation.SERIALIZABLE)：串行化
- 脏读 : 一个事务读取到另一事务未提交的更新数据
- 不可重复读 : 在同一事务中, 多次读取同一数据返回的结果有所不同, 换句话说, 后续读取可以读到另一事务已提交的更新数据. 相反, "可重复读"在同一事务中多次读取数据时, 能够保证所读数据一样, 也就是后续读取不能读到另一事务已提交的更新数据
- 幻读 : 一个事务读到另一个事务已提交的insert数据
