面试连环炮系列(29):说说数据库的事务是什么

面试连环炮系列(29):说说数据库的事务是什么

1.什么是数据库事务?

事务是数据库操作的最小工作单元,是不可再分割的操作集合,这些操作作为一个整体一起向系统提交,要么都执行、要么都不执行,它有四个特性:

  • 原子性:事务是数据库的逻辑工作单位,事务中包含的各操作要么都做,要么都不做
  • 一致性:事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。因此当数据库只包含成功事务提交的结果时,就说数据库处于一致性状态。如果数据库系统 运行中发生故障,有些事务尚未完成就被迫中断,这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物理数据库,这时数据库就处于一种不正确的状态,或者说是 不一致的状态。
  • 隔离性:一个事务的执行不能其它事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对其它并发事务是隔离的,并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
  • 持续性:也称永久性,指一个事务一旦提交,它对数据库中的数据的改变就应该是永久性的。接下来的其它操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。

2.数据库事务有哪几种隔离级别?

数据库事务的隔离级别有4种,由低到高分别为Read uncommitted 、Read committed 、Repeatable read 、Serializable 。在事务的并发操作中可能会出现脏读、不可重复读、幻读。

  • Read uncommitted

读未提交,顾名思义,就是一个事务可以读取另一个未提交事务的数据。

事例:老板要给程序员发工资,程序员的工资是3.6万/月。但是发工资时老板不小心按错了数字,按成3.9万/月,该钱已经打到程序员的户口,但是事务还没有提交,就在这时,程序员去查看自己这个月的工资,发现比往常多了3千元,以为涨工资了非常高兴。但是老板及时发现了不对,马上回滚差点就提交了的事务,将数字改成3.6万再提交。

分析:实际程序员这个月的工资还是3.6万,但是程序员看到的是3.9万。他看到的是老板还没提交事务时的数据。这就是脏读。

  • Read committed

读提交,顾名思义,就是一个事务要等另一个事务提交后才能读取数据。

事例:程序员拿着信用卡去享受生活(卡里当然是只有3.6万),当他买单时(程序员事务开启),收费系统事先检测到他的卡里有3.6万,就在这个时候!!程序员的妻子要把钱全部转出充当家用,并提交。当收费系统准备扣款时,再检测卡里的金额,发现已经没钱了(第二次检测金额当然要等待妻子转出金额事务提交完)。程序员就会很郁闷,明明卡里是有钱的…

分析:这就是读提交,若有事务对数据进行更新(UPDATE)操作时,读操作事务要等待这个更新操作事务提交后才能读取数据,可以解决脏读问题。但在这个事例中,出现了一个事务范围内两个相同的查询却返回了不同数据,这就是不可重复读。

  • Repeatable Read

重复读,就是在开始读取数据(事务开启)时,不再允许修改操作

事例:程序员拿着信用卡去享受生活(卡里当然是只有3.6万),当他埋单时(事务开启,不允许其他事务的UPDATE修改操作),收费系统事先检测到他的卡里有3.6万。这个时候他的妻子不能转出金额了。接下来收费系统就可以扣款了。

分析:重复读可以解决不可重复读问题。写到这里,应该明白的一点就是,不可重复读对应的是修改,即UPDATE操作。但是可能还会有幻读问题。因为幻读问题对应的是插入INSERT操作,而不是UPDATE操作。

什么时候会出现幻读?

事例:程序员某一天去消费,花了2千元,然后他的妻子去查看他今天的消费记录(全表扫描FTS,妻子事务开启),看到确实是花了2千元,就在这个时候,程序员花了1万买了一部电脑,即新增INSERT了一条消费记录,并提交。当妻子打印程序员的消费记录清单时(妻子事务提交),发现花了1.2万元,似乎出现了幻觉,这就是幻读。

那怎么解决幻读问题?Serializable

  • Serializable 序列化

Serializable是最高的事务隔离级别,在该级别下,事务串行化顺序执行,可以避免脏读、不可重复读与幻读。但是这种事务隔离级别效率低下,比较耗数据库性能,一般不使用。

四种隔离级别可能导致的问题:

1、Serializable (串行化):最严格的级别,事务串行执行,资源消耗最大;

2、REPEATABLE READ(重复读) :保证了一个事务不会修改已经由另一个事务读取但未提交(回滚)的数据。避免了“脏读取”和“不可重复读取”的情况,但不能避免“幻读”,但是带来了更多的性能损失。

3、READ COMMITTED (提交读):大多数主流数据库的默认事务等级,保证了一个事务不会读到另一个并行事务已修改但未提交的数据,避免了“脏读取”,但不能避免“幻读”和“不可重复读取”。该级别适用于大多数系统。

4、Read Uncommitted(未提交读) :事务中的修改,即使没有提交,其他事务也可以看得到,会导致“脏读”、“幻读”和“不可重复读取”。

脏读:所谓的脏读,其实就是读到了别的事务回滚前的脏数据。比如事务B执行过程中修改了数据X,在未提交前,事务A读取了X,而事务B却回滚了,这样事务A就形成了脏读。

也就是说,当前事务读到的数据是别的事务想要修改成为的但是没有修改成功的数据。

不可重复读:事务A首先读取了一条数据,然后执行逻辑的时候,事务B将这条数据改变了,然后事务A再次读取的时候,发现数据不匹配了,就是所谓的不可重复读了。

也就是说,当前事务先进行了一次数据读取,然后再次读取到的数据是别的事务修改成功的数据,导致两次读取到的数据不匹配,也就照应了不可重复读的语义。

幻读:事务A首先根据条件索引得到N条数据,然后事务B改变了这N条数据之外的M条或者增添了M条符合事务A搜索条件的数据,导致事务A再次搜索发现有N+M条数据了,就产生了幻读。

也就是说,当前事务读第一次取到的数据比后来读取到数据条目不一致。

3.Spring事务的实现方式和原理?

Spring框架提供了两种事务实现方式:

  • 编程式事务:在代码中进行事务控制。优点:精度高。缺点:代码耦合度高。
  • 声明式事务:通过@Transactional注解实现事务控制。

4.Spring的Transactional注解什么情况会失效?

  • 1)应用在非public修饰的方法上。
  • 2)注解属性propagation设置错误:若是错误的配置propagation,事务将不会发生回滚。
    • 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。
    • 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。
    • TransactionDefinition.PROPAGATION_NEVER:以非事务方式运行,如果当前存在事务,则抛出异常。
  • 3)同一个类中方法调用,导致注解失效。
  • 4)方法内部try/cactch了错误,导致注解失效。
  • 5)注解属性rollbackFor设置错误:rollbackFor可以指定能够触发事务回滚的异常类型。Spring默认抛出了未检查unchecked异常(继承自RuntimeException 的异常)或者Error才回滚事务;其他异常不会触发回滚事务。如果在事务中抛出其他类型的异常,但却期望 Spring能够回滚事务,就需要指定rollbackFor属性。
  • 6)数据库引擎不支持事务:MySQL数据库默认使用支持事务的innodb引擎。引擎切换成不支持事务的myisam,那事务就从根本上失效了。

参考

https://blog.csdn.net/qq_34886456/article/details/123935048
https://zhuanlan.zhihu.com/p/183753774
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1665817944004197918&wfr=spider&for=pc
https://www.cnblogs.com/dingpeng9055/p/11190203.html
https://www.jianshu.com/p/0399a22c4ed3
https://blog.csdn.net/stone_tmp/article/details/118306501
https://blog.csdn.net/qq_44972451/article/details/119760868

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