02--数据库事务

1、数据库事务

1.1 数据库事务介绍

事务：一组逻辑操作单元,使数据从一种状态变换到另一种状态。

事务处理（事务操作）：保证所有事务都作为一个工作单元来执行，即使出现了故障，都不能改变这种执行方式。当在一个事务中执行多个操作时，要么所有的事务都被提交(commit)，那么这些修改就永久地保存下来；要么数据库管理系统将放弃所作的所有修改，整个事务回滚(rollback)到最初状态。

为确保数据库中数据的一致性，数据的操纵应当是离散的成组的逻辑单元：当它全部完成时，数据的一致性可以保持，而当这个单元中的一部分操作失败，整个事务应全部视为错误，所有从起始点以后的操作应全部回退到开始状态。

1.2 JDBC事务处理

数据一旦提交，就不可回滚。

数据什么时候意味着提交？

当一个连接对象被创建时，默认情况下是自动提交事务：每次执行一个 SQL 语句时，如果执行成功，就会向数据库自动提交，而不能回滚。
关闭数据库连接，数据就会自动的提交。如果多个操作，每个操作使用的是自己单独的连接，则无法保证事务。即同一个事务的多个操作必须在同一个连接下。

JDBC程序中为了让多个 SQL 语句作为一个事务执行：

调用 Connection 对象的 setAutoCommit(false); 以取消自动提交事务
在所有的 SQL 语句都成功执行后，调用 commit(); 方法提交事务
在出现异常时，调用 rollback(); 方法回滚事务

若此时 Connection 没有被关闭，还可能被重复使用，则需要恢复其自动提交状态 setAutoCommit(true)。尤其是在使用数据库连接池技术时，执行close()方法前，建议恢复自动提交状态。

【案例：用户AA向用户BB转账100】

public void testJDBCTransaction() {
	Connection conn = null;
	try {
		// 1.获取数据库连接
		conn = JDBCUtils.getConnection();
		// 2.开启事务
		conn.setAutoCommit(false);
		// 3.进行数据库操作
		String sql1 = "update user_table set balance = balance - 100 where user = ?";
		update(conn, sql1, "AA");

		// 模拟网络异常
		//System.out.println(10 / 0);

		String sql2 = "update user_table set balance = balance + 100 where user = ?";
		update(conn, sql2, "BB");
		// 4.若没有异常，则提交事务
		conn.commit();
	} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
		// 5.若有异常，则回滚事务
		try {
			conn.rollback();
		} catch (SQLException e1) {
			e1.printStackTrace();
		}
    } finally {
        try {
			//6.恢复每次DML操作的自动提交功能
			conn.setAutoCommit(true);
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
        //7.关闭连接
		JDBCUtils.closeResource(conn, null, null); 
    }  
}

其中，对数据库操作的方法为：

//使用事务以后的通用的增删改操作（version 2.0）
public void update(Connection conn ,String sql, Object... args) {
	PreparedStatement ps = null;
	try {
		// 1.获取PreparedStatement的实例 (或：预编译sql语句)
		ps = conn.prepareStatement(sql);
		// 2.填充占位符
		for (int i = 0; i < args.length; i++) {
			ps.setObject(i + 1, args[i]);
		}
		// 3.执行sql语句
		ps.execute();
	} catch (Exception e) {
		e.printStackTrace();
	} finally {
		// 4.关闭资源
		JDBCUtils.closeResource(null, ps);

	}
}

1.3 事务的ACID属性

原子性（Atomicity）
原子性是指事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么都发生，要么都不发生。

一致性（Consistency）
事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另外一个一致性状态。

隔离性（Isolation）
事务的隔离性是指一个事务的执行不能被其他事务干扰，即一个事务内部的操作及使用的数据对并发的其他事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。

持久性（Durability）
持久性是指一个事务一旦被提交，它对数据库中数据的改变就是永久性的，接下来的其他操作和数据库故障不应该对其有任何影响。

1.3.1 数据库的并发问题

对于同时运行的多个事务, 当这些事务访问数据库中相同的数据时, 如果没有采取必要的隔离机制, 就会导致各种并发问题:

脏读: 对于两个事务 T1, T2, T1 读取了已经被 T2 更新但还没有被提交的字段。之后, 若 T2 回滚, T1读取的内容就是临时且无效的。
不可重复读: 对于两个事务T1, T2, T1 读取了一个字段, 然后 T2 更新了该字段。之后, T1再次读取同一个字段, 值就不同了。
幻读: 对于两个事务T1, T2, T1 从一个表中读取了一个字段, 然后 T2 在该表中插入了一些新的行。之后, 如果 T1 再次读取同一个表, 就会多出几行。

数据库事务的隔离性: 数据库系统必须具有隔离并发运行各个事务的能力, 使它们不会相互影响, 避免各种并发问题。

一个事务与其他事务隔离的程度称为隔离级别。数据库规定了多种事务隔离级别, 不同隔离级别对应不同的干扰程度, 隔离级别越高, 数据一致性就越好, 但并发性越弱。

1.3.2 四种隔离级别

数据库提供的 4 种事务隔离级别：

Oracle 支持的 2 种事务隔离级别：READ COMMITED, SERIALIZABLE。 Oracle 默认的事务隔离级别为: READ COMMITED 。

Mysql 支持 4 种事务隔离级别。Mysql 默认的事务隔离级别为: REPEATABLE READ。

1.3.3 在MySql中设置隔离级别

每启动一个 mysql 程序, 就会获得一个单独的数据库连接. 每个数据库连接都有一个全局变量 @@tx_isolation, 表示当前的事务隔离级别。

数据库共定义了四种隔离级别：

Serializable：可避免脏读、不可重复读、虚读情况的发生。（可串行化，一个事务一个事务运行）

Repeatable read：可避免脏读、不可重复读情况的发生。（可重复读）【不可以避免虚读】

Read committed：可避免脏读情况发生。 (读已提交)【避免不了虚读以及不可重复读】

Read uncommitted：最低级别，以上情况均无法保证。 (读未提交)

设置事务的隔离级别

set session transaction isolation level 设置事务隔离级别两个人

select @@tx_isolation 查询当前事务隔离级别

设置数据库系统的全局的隔离级别:

set global transaction isolation level read committed;

1.3.4 隔离级别的性能问题

性能比较

Serializable 性能最差：事务一个一个执行的。排队。

Serializable < Repeatable read < Read committed < Read uncommitted

安全性比较

Serializable 安全性最好：所有问题避免掉。

Serializable > Repeatable read > Read committed > Read uncommitted

Read uncommitted 避免不了最重问题，脏读。

Serializable：性能太差。

mysql （默认）-- Repeatable read；（可重复读）

oracle（默认） -- Read committed；（读已提交）

2、批量插入

2.1 批量执行SQL语句

当需要成批插入或者更新记录时，可以采用Java的批量更新机制，这一机制允许多条语句一次性提交给数据库批量处理。通常情况下比单独提交处理更有效率

JDBC的批量处理语句包括下面三个方法：

addBatch(String)：添加需要批量处理的SQL语句或是参数；
executeBatch()：执行批量处理语句；
clearBatch():清空缓存的数据

通常我们会遇到两种批量执行SQL语句的情况：

多条SQL语句的批量处理；
一个SQL语句的批量传参；

2.2 高效的批量插入

举例：向数据表中插入20000条数据

数据库中提供一个goods表。创建如下：

CREATE TABLE goods(
	id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
	NAME VARCHAR(20)
);

2.2.1 实现层次一：使用Statement

Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
Statement st = conn.createStatement();
for(int i = 1;i <= 20000;i++){
	String sql = "insert into goods(name) values('name_' + "+ i +")";
	st.executeUpdate(sql);
}

2.2.2 实现层次二：使用PreparedStatement

long start = System.currentTimeMillis();
		
Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
		
String sql = "insert into goods(name)values(?)";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
for(int i = 1;i <= 20000;i++){
	ps.setString(1, "name_" + i);
	ps.executeUpdate();
}
		
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));//82340
		
		
JDBCUtils.closeResource(conn, ps);

2.2.3 实现层次三

/*
 * 修改1： 使用 addBatch() / executeBatch() / clearBatch()
 * 修改2：mysql服务器默认是关闭批处理的，我们需要通过一个参数，让mysql开启批处理的支持。
 * 		 ?rewriteBatchedStatements=true 写在配置文件的url后面
 * 修改3：使用更新的mysql 驱动：mysql-connector-java-5.1.37-bin.jar
 * 
 */
@Test
public void testInsert1() throws Exception{
	long start = System.currentTimeMillis();
		
	Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
		
	String sql = "insert into goods(name)values(?)";
	PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
		
	for(int i = 1;i <= 1000000;i++){
		ps.setString(1, "name_" + i);
			
		//1.“攒”sql
		ps.addBatch();
		if(i % 500 == 0){
			//2.执行
			ps.executeBatch();
			//3.清空
			ps.clearBatch();
		}
	}
		
	long end = System.currentTimeMillis();
	System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));//20000条：625                                                                         //1000000条:14733  
		
	JDBCUtils.closeResource(conn, ps);
}

2.2.4 实现层次四

/*
* 层次四：在层次三的基础上操作
* 使用Connection 的 setAutoCommit(false)  /  commit()
*/
@Test
public void testInsert2() throws Exception{
	long start = System.currentTimeMillis();
		
	Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
		
	//1.设置为不自动提交数据
	conn.setAutoCommit(false);
		
	String sql = "insert into goods(name)values(?)";
	PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
		
	for(int i = 1;i <= 1000000;i++){
		ps.setString(1, "name_" + i);
			
		//1.“攒”sql
		ps.addBatch();
			
		if(i % 500 == 0){
			//2.执行
			ps.executeBatch();
			//3.清空
			ps.clearBatch();
		}
	}
		
	//2.提交数据
	conn.commit();
		
	long end = System.currentTimeMillis();
	System.out.println("花费的时间为：" + (end - start));//1000000条:4978 
		
	JDBCUtils.closeResource(conn, ps);
}