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一、數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的定義

數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)(Database Transaction) ，是指作為單個(gè)邏輯工作單元執(zhí)行的一系列操作。事務(wù)處理可以確保除非事務(wù)性單元內(nèi)的所有操作都成功完成，否則不會(huì)***更新面向數(shù)據(jù)的資源。通過(guò)將一組相關(guān)操作組合為一個(gè)要么全部成功要么全部失敗的單元，可以簡(jiǎn)化錯(cuò)誤恢復(fù)并使應(yīng)用程序更加可靠。一個(gè)邏輯工作單元要成為事務(wù)，必須滿足所謂的ACID(原子性、一致性、隔離性和持久性)屬性。

1. 原子性(atomic)，事務(wù)必須是原子工作單元；對(duì)于其數(shù)據(jù)修改，要么全都執(zhí)行，要么全都不執(zhí)行

2. 一致性(consistent)，事務(wù)在完成時(shí)，必須使所有的數(shù)據(jù)都保持一致?tīng)顟B(tài)。

3. 隔離性(insulation)，由并發(fā)事務(wù)所作的修改必須與任何其它并發(fā)事務(wù)所作的修改隔離。

4. 持久性(Duration)，事務(wù)完成之后，它對(duì)于系統(tǒng)的影響是***性的。

二、數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)并發(fā)可能帶來(lái)的問(wèn)題 

如果沒(méi)有鎖定且多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，則當(dāng)他們的事務(wù)同時(shí)使用相同的數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)發(fā)生問(wèn)題。由于并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性包括：丟失數(shù)據(jù)修改、讀”臟”數(shù)據(jù)（臟讀）、不可重復(fù)讀、產(chǎn)生幽靈數(shù)據(jù)：

假設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中有如下一張表：

1. ***類丟失更新(lost update)： 在完全未隔離事務(wù)的情況下，兩個(gè)事物更新同一條數(shù)據(jù)資源，某一事物異常終止，回滾造成***個(gè)完成的更新也同時(shí)丟失。

在T1時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)1，T2時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)2，在T3時(shí)刻事務(wù)1從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出了 id="402881e535194b8f0135194b91310001"的數(shù)據(jù)，T4時(shí)刻事務(wù)2取出了同一條數(shù)據(jù)，T5時(shí)刻事務(wù)1將age字段值更新為30，T6時(shí)刻事務(wù)2更新age為35并提交了數(shù)據(jù)，但是T7事務(wù)1回滾了事務(wù)age***的值依然為20，事務(wù)2的更新丟失了，這種情況就叫做"***類丟失更新(lost update)"。

2. 臟讀(dirty read)：如果第二個(gè)事務(wù)查詢到***個(gè)事務(wù)還未提交的更新數(shù)據(jù)，形成臟讀。

在T1時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)1，T2時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)2，在T3時(shí)刻事務(wù)1從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出了id="402881e535194b8f0135194b91310001"的數(shù)據(jù)，在T5時(shí)刻事務(wù)1將age的值更新為30，但是事務(wù)還未提交，T6時(shí)刻事務(wù)2讀取同一條記錄，獲得age的值為30，但是事務(wù)1還未提交，若在T7時(shí)刻事務(wù)1回滾了事務(wù)2的數(shù)據(jù)就是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)(臟數(shù)據(jù))，這種情況叫做" 臟讀(dirty read)"。

3. 虛讀(phantom read)：一個(gè)事務(wù)執(zhí)行兩次查詢，第二次結(jié)果集包含***次中沒(méi)有或者某些行已被刪除，造成兩次結(jié)果不一致，只是另一個(gè)事務(wù)在這兩次查詢中間插入或者刪除了數(shù)據(jù)造成的。

在T1時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)1，T2時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)2，T3時(shí)刻事務(wù)1從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢所有記錄，記錄總共有一條，T4時(shí)刻事務(wù)2向數(shù)據(jù)庫(kù)中插入一條記錄，T6時(shí)刻事務(wù)2提交事務(wù)。T7事務(wù)1再次查詢數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)時(shí)，記錄變成兩條了。這種情況是"虛讀(phantom read)"。

4. 不可重復(fù)讀(unrepeated read)：一個(gè)事務(wù)兩次讀取同一行數(shù)據(jù)，結(jié)果得到不同狀態(tài)結(jié)果，如中間正好另一個(gè)事務(wù)更新了該數(shù)據(jù)，兩次結(jié)果相異，不可信任。

在T1時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)1，T2時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)2，在T3時(shí)刻事務(wù)1從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出了 id="402881e535194b8f0135194b91310001"的數(shù)據(jù)，此時(shí)age=20，T4時(shí)刻事務(wù)2查詢同一條數(shù)據(jù)，T5事務(wù)2更新數(shù)據(jù)age=30，T6時(shí)刻事務(wù)2提交事務(wù)，T7事務(wù)1查詢同一條數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與***次不一致。這種情況就是"不可重復(fù)讀(unrepeated read)"。

5. 第二類丟失更新(second lost updates)：是不可重復(fù)讀的特殊情況，如果兩個(gè)事務(wù)都讀取同一行，然后兩個(gè)都進(jìn)行寫(xiě)操作，并提交，***個(gè)事務(wù)所做的改變就會(huì)丟失。

在T1時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)1，T2時(shí)刻開(kāi)啟了事務(wù)2，T3時(shí)刻事務(wù)1更新數(shù)據(jù)age=25，T5時(shí)刻事務(wù)2更新數(shù)據(jù)age=30，T6時(shí)刻提交事務(wù)，T7時(shí)刻事務(wù)2提交事務(wù)，把事務(wù)1的更新覆蓋了。這種情況就是"第二類丟失更新(second lost updates)"。

三、數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別

為了解決數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)并發(fā)運(yùn)行時(shí)的各種問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供四種事務(wù)隔離級(jí)別：

1. Serializable 串行化

2. Repeatable Read 可重復(fù)讀

3. Read Commited 可讀已提交

4. Read Uncommited 可讀未提交

隔離級(jí)別與并發(fā)性能的關(guān)系：

每一個(gè)隔離級(jí)別可以解決的問(wèn)題：

四、使用Hibernate設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)隔離級(jí)別

在Hibernate的配置文件中可以顯示的配置數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別。每一個(gè)隔離級(jí)別用一個(gè)整數(shù)表示：

8 - Serializable 串行化

4 - Repeatable Read 可重復(fù)讀

2 - Read Commited 可讀已提交

1 - Read Uncommited 可讀未提交

在hibernate.cfg.xml中使用hibernate.connection.isolation參數(shù)配置數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)隔離級(jí)別。

五、使用悲觀鎖解決事務(wù)并發(fā)問(wèn)題

悲觀鎖，正如其名，它指的是對(duì)數(shù)據(jù)被外界（包括本系統(tǒng)當(dāng)前的其他事務(wù)，以及來(lái)自外部系統(tǒng)的事務(wù)處理）修改持保守態(tài)度，因此，在整個(gè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，將數(shù)據(jù)處于鎖定狀態(tài)。悲觀鎖的實(shí)現(xiàn)，往往依靠數(shù)據(jù)庫(kù)提供的鎖機(jī)制（也只有數(shù)據(jù)庫(kù)層提供的鎖機(jī)制才能真正保證數(shù)據(jù)訪問(wèn)的排他性，否則，即使在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了加鎖機(jī)制，也無(wú)法保證外部系統(tǒng)不會(huì)修改數(shù)據(jù)）。

一個(gè)典型的依賴數(shù)據(jù)庫(kù)的悲觀鎖調(diào)用：select * from account where name=”Erica” for update這條 sql 語(yǔ)句鎖定了 account 表中所有符合檢索條件（ name=”Erica” ）的記錄。本次事務(wù)提交之前（事務(wù)提交時(shí)會(huì)釋放事務(wù)過(guò)程中的鎖），外界無(wú)法修改這些記錄。悲觀鎖，也是基于數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

在Hibernate使用悲觀鎖十分容易，但實(shí)際應(yīng)用中悲觀鎖是很少被使用的，因?yàn)樗蟠笙拗屏瞬l(fā)性：

圖為Hibernate3.6的幫助文檔Session文檔的get方法截圖，可以看到get方法第三個(gè)參數(shù)"lockMode" 或"lockOptions"，注意在Hibernate3.6以上的版本中"LockMode"已經(jīng)不建議使用。方法的第三個(gè)參數(shù)就是用來(lái)設(shè)置悲觀鎖的，使用第三個(gè)參數(shù)之后，我們每次發(fā)送的SQL語(yǔ)句都會(huì)加上"for update"用于告訴數(shù)據(jù)庫(kù)鎖定相關(guān)數(shù)據(jù)。

LockMode參數(shù)選擇該選項(xiàng)，就會(huì)開(kāi)啟悲觀鎖。

T1,T2時(shí)刻取款事務(wù)和轉(zhuǎn)賬事務(wù)分別開(kāi)啟，T3事務(wù)查詢ACCOUNTS表的數(shù)據(jù)并用悲觀鎖鎖定，T4轉(zhuǎn)賬事務(wù)也要查詢同一條數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)現(xiàn)該記錄已經(jīng)被前一個(gè)事務(wù)使用悲觀鎖鎖定了，然后讓轉(zhuǎn)賬事務(wù)等待直到取款事務(wù)提交。T6時(shí)刻取款事務(wù)提交，T7時(shí)刻轉(zhuǎn)賬事務(wù)獲取數(shù)據(jù)。

六、使用樂(lè)觀鎖解決事務(wù)并發(fā)問(wèn)題

相對(duì)悲觀鎖而言，樂(lè)觀鎖機(jī)制采取了更加寬松的加鎖機(jī)制。悲觀鎖大多數(shù)情況下依靠數(shù)據(jù)庫(kù)的鎖機(jī)制實(shí)現(xiàn)，以保證操作***程度的獨(dú)占性。但隨之而來(lái)的就是數(shù)據(jù)庫(kù)性能的大量開(kāi)銷(xiāo)，特別是對(duì)長(zhǎng)事務(wù)而言，這樣的開(kāi)銷(xiāo)往往無(wú)法承受。樂(lè)觀鎖機(jī)制在一定程度上解決了這個(gè)問(wèn)題。樂(lè)觀鎖，大多是基于數(shù)據(jù)版本（Version）記錄機(jī)制實(shí)現(xiàn)。何謂數(shù)據(jù)版本？即為數(shù)據(jù)增加一個(gè)版本標(biāo)識(shí)，在基于數(shù)據(jù)庫(kù)表的版本解決方案中，一般是通過(guò)為數(shù)據(jù)庫(kù)表增加一個(gè)"version"字段來(lái)實(shí)現(xiàn)。

樂(lè)觀鎖的工作原理：讀取出數(shù)據(jù)時(shí)，將此版本號(hào)一同讀出，之后更新時(shí)，對(duì)此版本號(hào)加一。此時(shí)，將提交數(shù)據(jù)的版本數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息進(jìn)行比對(duì)，如果提交的數(shù)據(jù)版本號(hào)大于數(shù)據(jù)庫(kù)表當(dāng)前版本號(hào)，則予以更新，否則認(rèn)為是過(guò)期數(shù)據(jù)。

Hibernate為樂(lè)觀鎖提供了3中實(shí)現(xiàn)：

1. 基于version

2. 基于timestamp

3. 為遺留項(xiàng)目添加添加樂(lè)觀鎖

配置基于version的樂(lè)觀鎖：

配置基于timestamp的樂(lè)觀鎖：

遺留項(xiàng)目，由于各種原因無(wú)法為原有的數(shù)據(jù)庫(kù)添加"version"或"timestamp"字段，這時(shí)不可以使用上面兩種方式配置樂(lè)觀鎖，Hibernate為這種情況提供了一個(gè)"optimisitic-lock"屬性，它位于標(biāo)簽上：

將該屬性的值設(shè)置為all，讓該記錄所有的字段都為版本控制信息。

文章名稱：Hibernate事務(wù)與并發(fā)問(wèn)題處理
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