学习Spring必学的Java基础知识(七)-事务基础知识
日期：2014-05-16 浏览次数：20527 次
学习Spring必学的Java基础知识(7)----事务基础知识
引述要学习Spring框架的技术内幕，必须事先掌握一些基本的Java知识，正所谓“登高必自卑，涉远必自迩”。以下几项Java知识和Spring框架息息相关，不可不学（我将通过一个系列分别介绍这些Java基础知识，希望对大家有所帮助。）：
[1] Java反射知识-->Spring IoC :http://www.iteye.com/topic/1123081
[2] Java动态代理-->Spring AOP :http://www.iteye.com/topic/1123293
[3] 属性编辑器，即PropertyEditor-->Spring IoC:http://www.iteye.com/topic/1123628
[4] XML基础知识-->Spring配置:http://www.iteye.com/topic/1123630
[5] 注解-->Spring配置:http://www.iteye.com/topic/1123823
[6] 线程本地变更,即ThreadLocal-->Spring事务管理:http://www.iteye.com/topic/1123824
[7] 事务基础知识-->Spring事务管理:http://www.iteye.com/topic/1124043
[8] 国际化信息-->MVC:http://www.iteye.com/topic/1124044
[9] HTTP报文-->MVC：http://www.iteye.com/topic/1124408
Spring虽然提供了灵活方便的事务管理功能，但这些功能都是基于底层数据库本身的事务处理机制工作的。要深入了解Spring的事务管理和配置，有必要先对数据库事务的基础知识进行学习。
何为数据库事务
“一荣俱荣，一损俱损”这句话很能体现事务的思想，很多复杂的事物要分步进行，但它们组成一个整体，要么整体生效，要么整体失效。这种思想反映到数据库上，就是多个SQL语句，要么所有执行成功，要么所有执行失败。
数据库事务有严格的定义，它必须同时满足 4 个特性：原子性（Atomic）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durabiliy），简称为ACID。下面是对每个特性的说明。
在这些事务特性中，数据“一致性”是最终目标，其他的特性都是为达到这个目标的措施、要求或手段。
数据库管理系统一般采用重执行日志保证原子性、一致性和持久性，重执行日志记录了数据库变化的每一个动作，数据库在一个事务中执行一部分操作后发生错误退出，数据库即可以根据重执行日志撤销已经执行的操作。此外，对于已经提交的事务，即使数据库崩溃，在重启数据库时也能够根据日志对尚未持久化的数据进行相应的重执行操作。
和Java程序采用对象锁机制进行线程同步类似，数据库管理系统采用数据库锁机制保证事务的隔离性。当多个事务试图对相同的数据进行操作时，只有持有锁的事务才能操作数据，直到前一个事务完成后，后面的事务才有机会对数据进行操作。Oracle数据库还使用了数据版本的机制，在回滚段为数据的每个变化都保存一个版本，使数据的更改不影响数据的读取。
数据并发的问题
一个数据库可能拥有多个访问客户端，这些客户端都可以并发方式访问数据库。数据库中的相同数据可能同时被多个事务访问，如果没有采取必要的隔离措施，就会导致各种并发问题，破坏数据的完整性。这些问题可以归结为5类，包括3类数据读问题（脏读、不可重复读和幻象读）以及2类数据更新问题（第一类丢失更新和第二类丢失更新）。下面，我们分别通过实例讲解引发问题的场景。
脏读（dirty read）
A事务读取B事务尚未提交的更改数据，并在这个数据的基础上操作。如果恰巧B事务回滚，那么A事务读到的数据根本是不被承认的。来看取款事务和转账事务并发时引发的脏读场景：
在这个场景中，B希望取款500元而后又撤销了动作，而A往相同的账户中转账100元，就因为A事务读取了B事务尚未提交的数据，因而造成账户白白丢失了500元。在Oracle数据库中，不会发生脏读的情况。
不可重复读（unrepeatable read）
不可重复读是指A事务读取了B事务已经提交的更改数据。假设A在取款事务的过程中，B往该账户转账100元，A两次读取账户的余额发生不一致：
在同一事务中，T4时间点和T7时间点读取账户存款余额不一样。
幻象读（phantom read）
A事务读取B事务提交的新增数据，这时A事务将出现幻象读的问题。幻象读一般发生在计算统计数据的事务中，举一个例子，假设银行系统在同一个事务中，两次统计存款账户的总金额，在两次统计过程中，刚好新增了一个存款账户，并存入100元，这时，两次统计的总金额将不一致：
如果新增数据刚好满足事务的查询条件，这个新数据就进入了事务的视野，因而产生了两个统计不一致的情况。
幻象读和不可重复读是两个容易混淆的概念，前者是指读到了其他已经提交事务的新增数据，而后者是指读到了已经提交事务的更改数据（更改或删除），为了避免这两种情况，采取的对策是不同的，防止读取到更改数据，只需要对操作的数据添加行级锁，阻止操作中的数据发生变化，而防止读取到新增数据，则往往需要添加表级锁——将整个表锁定，防止新增数据（Oracle使用多版本数据的方式实现）。
第一类丢失更新
A事务撤销时，把已经提交的B事务的更新数据覆盖了。这种错误可能造成很严重的问题，通过下面的账户取款转账就可以看出来：
A事务在撤销时，“不小心”将B事务已经转入
引述要学习Spring框架的技术内幕，必须事先掌握一些基本的Java知识，正所谓“登高必自卑，涉远必自迩”。以下几项Java知识和Spring框架息息相关，不可不学（我将通过一个系列分别介绍这些Java基础知识，希望对大家有所帮助。）：
[1] Java反射知识-->Spring IoC :http://www.iteye.com/topic/1123081
[2] Java动态代理-->Spring AOP :http://www.iteye.com/topic/1123293
[3] 属性编辑器，即PropertyEditor-->Spring IoC:http://www.iteye.com/topic/1123628
[4] XML基础知识-->Spring配置:http://www.iteye.com/topic/1123630
[5] 注解-->Spring配置:http://www.iteye.com/topic/1123823
[6] 线程本地变更,即ThreadLocal-->Spring事务管理:http://www.iteye.com/topic/1123824
[7] 事务基础知识-->Spring事务管理:http://www.iteye.com/topic/1124043
[8] 国际化信息-->MVC:http://www.iteye.com/topic/1124044
[9] HTTP报文-->MVC：http://www.iteye.com/topic/1124408
Spring虽然提供了灵活方便的事务管理功能，但这些功能都是基于底层数据库本身的事务处理机制工作的。要深入了解Spring的事务管理和配置，有必要先对数据库事务的基础知识进行学习。
何为数据库事务
“一荣俱荣，一损俱损”这句话很能体现事务的思想，很多复杂的事物要分步进行，但它们组成一个整体，要么整体生效，要么整体失效。这种思想反映到数据库上，就是多个SQL语句，要么所有执行成功，要么所有执行失败。
数据库事务有严格的定义，它必须同时满足 4 个特性：原子性（Atomic）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durabiliy），简称为ACID。下面是对每个特性的说明。
- 原子性：表示组成一个事务的多个数据库操作是一个不可分割的原子单元，只有所有的操作执行成功，整个事务才提交，事务中任何一个数据库操作失败，已经执行的任何操作都必须撤销，让数据库返回到初始状态。
- 一致性：事务操作成功后，数据库所处的状态和它的业务规则是一致的，即数据不会被破坏。如从A账户转账100元到B账户，不管操作成功与否，A和B的存款总额是不变的。
- 隔离性：在并发数据操作时，不同的事务拥有各自的数据空间，它们的操作不会对对方产生干扰。准确地说，并非要求做到完全无干扰，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，数据一致性越好，但并发性越弱。
- 持久性：一旦事务提交成功后，事务中所有的数据操作都必须被持久化到数据库中，即使提交事务后，数据库马上崩溃，在数据库重启时，也必须能保证能够通过某种机制恢复数据。
在这些事务特性中，数据“一致性”是最终目标，其他的特性都是为达到这个目标的措施、要求或手段。
数据库管理系统一般采用重执行日志保证原子性、一致性和持久性，重执行日志记录了数据库变化的每一个动作，数据库在一个事务中执行一部分操作后发生错误退出，数据库即可以根据重执行日志撤销已经执行的操作。此外，对于已经提交的事务，即使数据库崩溃，在重启数据库时也能够根据日志对尚未持久化的数据进行相应的重执行操作。
和Java程序采用对象锁机制进行线程同步类似，数据库管理系统采用数据库锁机制保证事务的隔离性。当多个事务试图对相同的数据进行操作时，只有持有锁的事务才能操作数据，直到前一个事务完成后，后面的事务才有机会对数据进行操作。Oracle数据库还使用了数据版本的机制，在回滚段为数据的每个变化都保存一个版本，使数据的更改不影响数据的读取。
数据并发的问题
一个数据库可能拥有多个访问客户端，这些客户端都可以并发方式访问数据库。数据库中的相同数据可能同时被多个事务访问，如果没有采取必要的隔离措施，就会导致各种并发问题，破坏数据的完整性。这些问题可以归结为5类，包括3类数据读问题（脏读、不可重复读和幻象读）以及2类数据更新问题（第一类丢失更新和第二类丢失更新）。下面，我们分别通过实例讲解引发问题的场景。
脏读（dirty read）
A事务读取B事务尚未提交的更改数据，并在这个数据的基础上操作。如果恰巧B事务回滚，那么A事务读到的数据根本是不被承认的。来看取款事务和转账事务并发时引发的脏读场景：
在这个场景中，B希望取款500元而后又撤销了动作，而A往相同的账户中转账100元，就因为A事务读取了B事务尚未提交的数据，因而造成账户白白丢失了500元。在Oracle数据库中，不会发生脏读的情况。
引用
一个有结巴的人在饮料店柜台前转悠，老板很热情地迎上来说：“喝一瓶？”结巴连忙说：“我…喝…喝…”老板麻利地打开易拉罐递给结巴，结巴终于憋出了他的那句话：“我…喝…喝…喝不起啊！”
不可重复读（unrepeatable read）
不可重复读是指A事务读取了B事务已经提交的更改数据。假设A在取款事务的过程中，B往该账户转账100元，A两次读取账户的余额发生不一致：
在同一事务中，T4时间点和T7时间点读取账户存款余额不一样。
幻象读（phantom read）
A事务读取B事务提交的新增数据，这时A事务将出现幻象读的问题。幻象读一般发生在计算统计数据的事务中，举一个例子，假设银行系统在同一个事务中，两次统计存款账户的总金额，在两次统计过程中，刚好新增了一个存款账户，并存入100元，这时，两次统计的总金额将不一致：
如果新增数据刚好满足事务的查询条件，这个新数据就进入了事务的视野，因而产生了两个统计不一致的情况。
幻象读和不可重复读是两个容易混淆的概念，前者是指读到了其他已经提交事务的新增数据，而后者是指读到了已经提交事务的更改数据（更改或删除），为了避免这两种情况，采取的对策是不同的，防止读取到更改数据，只需要对操作的数据添加行级锁，阻止操作中的数据发生变化，而防止读取到新增数据，则往往需要添加表级锁——将整个表锁定，防止新增数据（Oracle使用多版本数据的方式实现）。
第一类丢失更新
A事务撤销时，把已经提交的B事务的更新数据覆盖了。这种错误可能造成很严重的问题，通过下面的账户取款转账就可以看出来：
A事务在撤销时，“不小心”将B事务已经转入
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