事务简介

摘要：本文学习了Spring支持的事务管理。

1 定义

事务是一组逻辑处理单位，可以是执行一条SQL语句，也可以是执行几个SQL语句。

事务用来保证数据由一种存储情况变为另一种情况，组成事务的各个单元要么都执行成功，要么都执行失败。

2 事务特性

事务有四种特性：

• 原子性（Atomicity）：事务是不可分割的最小执行单元，要么所有操作全部执行成功，要么全部失败回滚，不存在部分执行的中间状态。
• 一致性（Consistency）：事务执行前后，数据库的所有完整性约束始终保持有效，数据从一个合法的一致状态平稳过渡到另一个合法的一致状态。
• 隔离性（Isolation）：并发执行的事务之间互不干扰，每个事务的操作中间状态对其他事务不可见。
• 持久性（Durability）：事务一旦提交成功，其对数据库做出的所有修改都会被永久保存到磁盘中，即使系统发生故障也不会丢失。

3 并发问题

对事务的操作分为两类：一种是读取事务（查），另一种是修改事务（增删改）。

单个事务的情况下，不会产生并发问题。如果多个事务在同一时刻操作同一数据可能会影响最终期望的结果，产生并发问题。

常见的并发问题：

• 脏写：更新时更新。事务一更新数据未提交，事务二更新相同数据并提交，事务一回滚，事务二提交的更新数据无效。
• 脏读：更新时读取。事务一更新数据未提交，事务二读取数据，事务一回滚，事务二读取的数据无效。
• 不可重复读：读取时更新或者删除。事务一读取数据，事务二修改数据或者删除数据，在事务二提交，事务一读取到不同的数据。
• 幻读：读取时插入。事务一读取数据，事务二插入数据，在事务二提交，事务一读取到插入的数据。

更新丢失：

• 第一类更新丢失：更新时更新。事务一更新数据并提交，事务二更新相同数据并回滚，事务一提交的更新数据无效。
• 第二类更新丢失：更新时更新。事务一更新数据并提交，事务二更新相同数据并提交，事务一提交的更新数据无效。

数据库不允许第一类更新丢失问题，第二类更新丢失问题无法通过隔离级别解决，一般使用锁解决。

4 隔离级别

为了解决不同程度的并发问题，SQL标准定义了隔离级别，每个级别都有各自的具体规则。

主要的隔离级别有四种：

• 读未提交（RU，Read Uncommitted）：最低的隔离级别，允许读取未提交的数据变更，但是更新相同数据会被阻塞。可避免脏写。
• 读已提交（RC，Read Committed）：大多数系统的默认隔离级别，允许读取已提交的数据变更。可避免脏写、脏读。
• 可重复读（RR，Repeatable Read）：MySQL默认隔离级别，对同一字段的多次读取结果是一致的，除非数据被当前事务本身改变。可避免脏写、脏读、不可重复读。
• 串行化（S，Serializable）：最高的隔离级别，通过强制事务排序解决并发问题。在每个读操作的数据行增加共享锁，可能导致大量超时和竞争。可避免脏写、脏读、不可重复读、幻读。

MySQL的默认隔离级别是RR级别，InnoDB存储引擎通过多版本并发控制（MVCC，Multiversion Concurrency Control）机制解决了幻读的问题。

5 传播行为

5.1 概念

当事务方法被另一个事务方法调用时，必须指定事务应该如何传播。方法可能继续在现有事务中运行，也可能开启一个新事务，并在自己的事务中运行。

事务的传播行为由传播属性决定，事务传播属性可以在@Transactional注解的propagation属性中定义。

5.2 分类

速记：

• REQUIRED：有则加入，无则新建
• REQUIRES_NEW：有也新建，无也新建
• SUPPORTS：有则加入，无则忽略
• NOT_SUPPORTED：有也忽略，无也忽略
• MANDATORY：有则加入，无则报错
• NEVER：有则报错，无则忽略
• NESTED：有则嵌套，无则新建

5.2.1 REQUIRED

默认传播行为。

有则加入，无则新建：

• 如果在其他事务方法里调用当前事务方法，当前方法就在其他方法的事务中执行。
• 如果没有事务方法调用，当前方法就开启一个新的事务执行。

5.2.2 REQUIRES_NEW

有也新建，无也新建：

• 如果在其他事务方法里调用当前事务方法，其他方法的事务将会被挂起，当前方法开启一个新的事务执行，当前方法执行完成后再继续执行其他方法的事务。
• 如果没有事务方法调用，当前方法就开启一个新的事务执行。

5.2.3 SUPPORTS

有则加入，无则忽略：

• 如果在其他事务方法里调用当前事务方法，当前方法就在其他方法的事务中执行。
• 如果没有事务方法调用，当前方法就不在事务中执行。

5.2.4 NOT_SUPPORTED

有也忽略，无也忽略：

• 如果在其他事务方法里调用当前事务方法，其他方法的事务将会被挂起，当前方法不在事务中执行，当前方法执行完成后再继续执行其他方法的事务。
• 如果没有事务方法调用，当前方法就不在事务中执行。

5.2.5 MANDATORY

有则加入，无则报错：

• 如果在其他事务方法里调用当前事务方法，当前方法就在其他方法的事务中执行。
• 如果没有事务方法调用，当前方法就抛出一个异常。

5.2.6 NEVER

有则报错，无则忽略：

• 如果在其他事务方法里调用当前事务方法，当前方法就抛出一个异常。
• 如果没有事务方法调用，当前方法就不在事务中执行。

5.2.7 NESTED

有则嵌套，无则新建：

• 如果在其他事务方法里调用当前事务方法，当前方法就在其他方法的事务的嵌套中执行。子事务回滚时不会导致主事务回滚，主事务提交和回滚时会导致子事务一起提交和回滚。
• 如果没有事务方法调用，当前方法就开启一个新的事务执行。

6 事务管理

6.1 编程式事务管理

在使用编程式事务管理时，必须在每个事务操作中包含额外的事务管理代码，通过将事务管理代码嵌入到业务方法中来控制事务的提交和回滚。

特点：

• 使用原生的事务管理是所有事务管理方式的基石，同时也是最典型的编程式事务管理。
• 相对于核心业务而言，事务管理代码显然属于非核心业务，会造成较大程度的代码冗余。

6.2 声明式事务管理

大多数情况下比编程式事务管理更好用，它将事务管理代码从业务方法中分离出来，以声明的方式来实现事务管理。

将事务管理方法作为横切关注点，通过AOP支持声明式事务管理。

特点：

• 业务代码中不包含任何事务管理代码。代码只关注核心业务逻辑，保持简洁和纯粹。
• 当事务需求改变时，通常只需修改配置或注解属性，而无需深入修改大量业务代码，降低了维护成本和风险。