作者：謝照東；

來源：EchoQME

事務隔離級別介紹

MySQL事務隔離級別和Spring事務關係介紹

  1. 未提交讀(Read Uncommitted)：允許髒讀，也就是可能讀取到其他會話中未提交事務修改的數據
  2. 提交讀(Read Committed)：只能讀取到已經提交的數據。Oracle等多數數據庫默認都是該級別 (不重複讀)
  3. 可重複讀(Repeated Read)：可重複讀。在同一個事務內的查詢都是事務開始時刻一致的，InnoDB默認級別。在SQL標準中，該隔離級別消除了不可重複讀，但是還存在幻象讀，但是innoDB解決了幻讀
  4. 串行讀(Serializable)：完全串行化的讀，每次讀都需要獲得表級共享鎖，讀寫相互都會阻塞

接下來一次來驗證每個隔離級別的特性,首先我們先建一張表,我們建立賬戶表account用來測試我們的事務隔離級別：

CREATE TABLE account (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `customer_name` varchar(255) NOT NULL,
 `money` int(11) NOT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`),
 UNIQUE `uniq_name` USING BTREE (customer_name)
) ENGINE=`InnoDB` AUTO_INCREMENT=10 DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci ROW_FORMAT=COMPACT CHECKSUM=0 DELAY_KEY_WRIT

RU （read uncommitted）讀未提交隔離級別

首先我們開啓Console A,然後設置session事務隔離級別爲read uncommitted; 然後同樣開啓Console B，設置成read uncommitted;


mysql> set session transaction isolation level read uncommitted;
Query OK, 0 rows affected (0.03 sec)
 
mysql> select @@session.tx_isolation;
+------------------------+
| @@session.tx_isolation |
+------------------------+
| READ-UNCOMMITTED |
+------------------------+
1 rows in set (0.03 sec)

我們兩個console的事務隔離級別都是read uncommitted，下面測試RU級別會發生的情況

MySQL事務隔離級別和Spring事務關係介紹


小結：

可以發現RU模式下，一個事務可以讀取到另一個未提交(commit)的數據，導致了髒讀。如果B事務回滾了，就會造成數據的不一致。RU是事務隔離級別最低的。

RC （read committed）讀提交隔離級別

現在我們將事務隔離級別設置成RC (read committed)


set session transaction isolation level read uncommitted;


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小結

我們在RC模式下，可以發現。在console B沒有提交數據修改的commit的時候，console A是讀不到修改後的數據的，這就避免了在RU模式中的髒讀，但是有一個問題我們會發現，在console A同一個事務中。兩次select的數據不一樣，這就存在了不可重複讀的問題.PS：RC事務隔離級別是Oracle數據庫的默認隔離級別.

RR （Repeatable read）可重複讀隔離級別

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小結:

在RR級別中，我們解決了不可重複讀的問題，即在這種隔離級別下，在一個事務中我們能夠保證能夠獲取到一樣的數據（即使已經有其他事務修改了我們的數據）。但是無法避免幻讀，幻讀簡單的解釋就是在數據有新增的時候，也無法保證兩次得到的數據不一致，但是不同數據庫對不同的RR級別有不同的實現，有時候或加上間隙鎖來避免幻讀。

innoDB 解決了幻讀

前面的定義中RR級別是可能產生幻讀，這是在傳統的RR級別定義中會出現的。但是在innoDB引擎中利用MVCC多版本併發控制解決了這個問題

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這算是幻讀嗎？在標準的RR隔離級別定義中是無法解決幻讀問題的，比如我要保證可重複讀，那麼我們可以在我們的結果集的範圍加一個鎖（between 1 and 11），防止數據更改.但是我們畢竟不是鎖住真個表，所以insert數據我們並不能保證他不插入。所以是有幻讀的問題存在的。但是innodb引擎解決了幻讀的問題，基於MVCC（多版本併發控制）:在InnoDB中，會在每行數據後添加兩個額外的隱藏的值來實現MVCC，這兩個值一個記錄這行數據何時被創建，另外一個記錄這行數據何時過期（或者被刪除）。 在實際操作中，存儲的並不是時間，而是事務的版本號，每開啓一個新事務，事務的版本號就會遞增。所以當我們執行update的時候，當前事務的版本號已經更新了？所以也算是幻讀？？(存疑)主要是gap間隙鎖+MVCC解決幻讀問題？

串行化隔離級別：

所有事物串行,最高隔離級別，性能最差

存在的問題？

在RR模型,我們雖然避免了幻讀，但是存在一個問題，我們得到的數據不是數據中實時的數據，如果是對實時數據比較敏感的業務，這是不現實的。

對於這種讀取歷史數據的方式，我們叫它快照讀 (snapshot read)，而讀取數據庫當前版本數據的方式，叫當前讀 (current read)。很顯然，在MVCC中：

  • 快照讀：就是select
  • select * from table ….;
  • 當前讀：特殊的讀操作，插入/更新/刪除操作，屬於當前讀，處理的都是當前的數據，需要加鎖。
  • select * from table where ? lock in share mode;
  • select * from table where ? for update;
  • insert;
  • update ;
  • delete;

事務的隔離級別實際上都是定義了當前讀的級別，MySQL爲了減少鎖處理（包括等待其它鎖）的時間，提升併發能力，引入了快照讀的概念，使得select不用加鎖。而update、insert這些“當前讀”，就需要另外的模塊來解決了。

比如，我們有以下的訂單業務場景，我們隊一個商品下單的操作，我們得首先檢查這個訂單的數量還剩多少，然後下單。

事務1:


select num from t_goods where id=1;
update t_goods set num=num-$mynum where id=1;

事務2：


select num from t_goods where id=1;
update t_goods set num=num-$mynum where id=1;

假設這個時候數量只有1，我們下單也是隻有1.如果在併發的情況下，事務1查詢到還有一單準備下單，但是這個時候事務2已經提交了。訂單變成0.這個事務1在執行update，就會造成事故。

  1. 解決問題方法1(悲觀鎖)：就是利用for update對着個商品加鎖，事務完成之後釋放鎖。切記where條件的有索引，否則會鎖全表。
  2. 解決方法2(樂觀鎖)：給數據庫表加上個version字段。然後SQL改寫:

select num,version from t_goods where id=1;
update t_goods set num=num-1,version=verison+1 where id=1 and version=${version}

Spring管理事務的方式。

編程式事務

編程式事務就是利用手動代碼編寫事務相關的業務邏輯，這種方式比較複雜、囉嗦，但是更加靈活可控制（個人比較喜歡）


public void testTransactionTemplate() {
 
 TransactionTemplate transactionTemplate = new TransactionTemplate(txManager); 
 transactionTemplate.setIsolationLevel(TransactionDefinition.ISOLATION_READ_COMMITTED); //設置事務隔離級別
 transactionTemplate.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);//設置爲required傳播級別
 ....
 transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() { 
 @Override 
 protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) { //事務塊
 jdbcTemplate.update(INSERT_SQL, "test"); 
 }}); 
 
}

聲明式事務

  1. 爲了避免我們每次都手動寫代碼，利用Spring AOP的方式對每個方法代理環繞，利用xml配置避免了寫代碼。

  1. 同時也可以用註解的方式



@Target({ElementType.METHOD, ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Inherited
@Documented
public @interface Transactional {
 @AliasFor("transactionManager")
 String value() default "";
 @AliasFor("value")
 String transactionManager() default "";
 Propagation propagation() default Propagation.REQUIRED;//傳播級別
 
 Isolation isolation() default Isolation.DEFAULT;//事務隔離級別
 int timeout() default TransactionDefinition.TIMEOUT_DEFAULT;//事務超時時間
 boolean readOnly() default false;//只讀事務
 Class extends Throwable>[] rollbackFor() default {};//拋出哪些異常 會執行回滾
 String[] rollbackForClassName() default {};
 Class extends Throwable>[] noRollbackFor() default {};
 String[] noRollbackForClassName() default {};//不回滾的異常名稱
 
}
//transaction註解可以放在方法上或者類上

我們在這裏不對兩種事務編程做過多的講解

Spring事務傳播：

事務傳播行爲：

Spring管理的事務是邏輯事務，而且物理事務和邏輯事務最大差別就在於事務傳播行爲，事務傳播行爲用於指定在多個事務方法間調用時，事務是如何在這些方法間傳播的，Spring共支持7種傳播行爲

爲了演示事務傳播行爲，我們新建一張用戶表


EATE TABLE user (
 `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
 `username` varchar(255) NOT NULL,
 `pwd` varchar(255) NOT NULL,
 PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=`InnoDB` AUTO_INCREMENT=10 DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci ROW_FORMAT=COMPACT CHECKSUM=0 DELAY_KEY_WRITE=0;

Required：

必須有邏輯事務，否則新建一個事務，使用PROPAGATION_REQUIRED指定，表示如果當前存在一個邏輯事務，則加入該邏輯事務，否則將新建一個邏輯事務，如下圖所示；

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測試的代碼如下，在account插入的地方主動回滾


public int insertAccount(final String customer, final int money) {
 transactionTemplate.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);//設置爲required傳播級別
 int re= transactionTemplate.execute(new TransactionCallback() {
 public Integer doInTransaction( TransactionStatus status) {
 int i = accountDao.insertAccount(customer, money);
 status.setRollbackOnly();//主動回滾
 return i;
 }
 });
 return re;
}
 public int inertUser(final String username, final String password) {
 transactionTemplate.setPropagationBehavior(TransactionDefinition.PROPAGATION_REQUIRED);//設置爲required傳播級別
 transactionTemplate.execute(new TransactionCallbackWithoutResult() {
 @Override
 protected void doInTransactionWithoutResult(TransactionStatus status) {
 int i = userDao.inertUser(username, password);
 int hahha = accountService.insertAccount("hahha", 2222);
// status.setRollbackOnly();
 System.out.println("user==="+i);
 System.out.println("account===="+hahha);
 }
 });
 return 0;
 }

按照required的邏輯，代碼執行的邏輯如下：

  1. 在調用userService對象的insert方法時，此方法用的是Required傳播行爲且此時Spring事務管理器發現還沒開啓邏輯事務，因此Spring管理器覺得開啓邏輯事務
  2. 在此邏輯事務中調用了accountService對象的insert方法，而在insert方法中發現同樣用的是Required傳播行爲，因此直接使用該已經存在的邏輯事務；
  3. 返回userService，執行完並關閉事務

所以在這種情況下，兩個事務屬於同一個事務，一個回滾則兩個任務都回滾。

RequiresNew：

創建新的邏輯事務，使用PROPAGATION_REQUIRES_NEW指定，表示每次都創建新的邏輯事務（物理事務也是不同的）如下圖所示：

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Supports：

支持當前事務，使用PROPAGATION_SUPPORTS指定，指如果當前存在邏輯事務，就加入到該邏輯事務，如果當前沒有邏輯事務，就以非事務方式執行，如下圖所示：

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NotSupported：

不支持事務，如果當前存在事務則暫停該事務，使用PROPAGATION_NOT_SUPPORTED指定，即以非事務方式執行，如果當前存在邏輯事務，就把當前事務暫停，以非事務方式執行。

Mandatory：

必須有事務，否則拋出異常，使用PROPAGATION_MANDATORY指定，使用當前事務執行，如果當前沒有事務，則拋出異常（IllegalTransactionStateException）。當運行在存在邏輯事務中則以當前事務運行，如果沒有運行在事務中，則拋出異常

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Never

不支持事務，如果當前存在是事務則拋出異常，使用PROPAGATION_NEVER指定，即以非事務方式執行，如果當前存在事務，則拋出異常（IllegalTransactionStateException）

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Nested：

嵌套事務支持，使用PROPAGATION_NESTED指定，如果當前存在事務，則在嵌套事務內執行，如果當前不存在事務，則創建一個新的事務，嵌套事務使用數據庫中的保存點來實現，即嵌套事務回滾不影響外部事務，但外部事務回滾將導致嵌套事務回滾。

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Nested和RequiresNew的區別：

  1. RequiresNew每次都創建新的獨立的物理事務，而Nested只有一個物理事務；
  2. Nested嵌套事務回滾或提交不會導致外部事務回滾或提交，但外部事務回滾將導致嵌套事務回滾，而 RequiresNew由於都是全新的事務，所以之間是無關聯的；
  3. Nested使用JDBC 3的保存點(save point)實現，即如果使用低版本驅動將導致不支持嵌套事務。
  4. 使用嵌套事務，必須確保具體事務管理器實現的nestedTransactionAllowed屬性爲true，否則不支持嵌套事務，如DataSourceTransactionManager默認支持，而HibernateTransactionManager默認不支持，需要設置來開啓。
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