Hibernate中的事务详解(并发)

1.数据库事务的概念

数据库事务是指由一个或多个SQL语句组成的工作单元，这个工作单元中的SQL语句相互依赖，如果有一个SQL语句执行失败，就必须撤销整个工作单元。

在并发环境中，多个事务同时访问相同的数据资源时，可能会造成各种并发问题，可通过设定数据库的事务隔离级别来避免，还可采用悲观锁和乐观锁来解决丢失更新这一并发问题。

数据库事务必须具备ACID特征：

A: Atomic原子性，整个事务不可分割，要么都成功，要么都撤销。

C: Consistency一致性，事务不能破坏关系数据的完整性和业务逻辑的一致性，例如转账，应保证事务结束后两个账户的存款总额不变。

I: Isolation隔离性，多个事务同时操纵相同数据时，每个事务都有各自的完整数据空间

D: Durability持久性，只要事务成功结束，对数据库的更新就必须永久保存下来，即使系

统发生崩溃，重启数据库后，数据库还能恢复到事务成功结束时的状态。

2.事务边界声明

只要声明了一个事务，数据库系统就会自动保证事务的ACID特性。

声明事务包含:

事务的开始边界

事务的正常结束边界(commit):提交事务，永久保存

事务的异常结束边界(rollback):撤销事务，数据库回退到执行事务前的状态

数据库支持两种事务模式：

自动提交模式：每个SQL语句都是一个独立的事务，数据库执行完一条SQL语句后，会自动提交事务。

手工提交模式：必须由数据库的客户程序显式指定事务的开始和结束边界

JDBC Connection类的事务控制方法：

setAutoCommit(boolean autoCommit) 设置是否自动提交事务，默认自动

commit() 提交事务

rollback() 撤销事务

Hibernate控制事务的方法：

1. 调用sessionFactory不带参数的openSession方法，从连接池获得连接，Session自动把连接设为手工提交事务模式。

Session session = sessionFactory.openSession();

若调用带connection参数的openSession，则需要自己设置手工提交：

connection.setAutoCommit(false);

Session session = sessionFactory.openSession(connection);

2. 声明事务的开始边界

Transaction tx = session.beginTransaction();

3. 提交事务

tx.commit();

4. 撤销事务：

tx.rollback();

一个session可以对应多个事务，但是应优先考虑让一个session只对应一个事务，当一个事务结束或撤销后，就关闭session.

不管事务成功与否，最后都应调用session的close关闭session

任何时候一个session只允许有一个未提交的事务，不能同时开始两个事务

3.多事务并发问题

同时运行多个事务访问相同数据时，可能会导致5类并发问题：

1. 第一类丢失更新：撤销一个事务时，把其他事务已提交的更新覆盖

2. 脏读：一个事务读到另一事务未提交的更新数据

3. 虚读：一个事务读到另一事务已提交的新插入的数据

4. 不可重复读：一个事务读到另一事务已提交的更新数据

5. 第二类丢失更新：一个事务覆盖另一事务已提交的更新数据，不可重复读的特例

1. 第一类丢失更新:

t1 开始事务

t2 开始事务

t3 查询存款余额为1000元

t4 查询存款余额为1000元

t5汇入100元，把存款余额改为1100元

t6提交事务

t7取出100元，把存款余额改为900元

t8撤销事务，账户的存款余额恢复为1000元

2. 脏读:

t1开始事务

t2开始事务

t3查询存款余额为1000元

t4

t5取出100元，把存款余额改为900元

t6查询账户余额为900元(脏读)

t7撤销事务，账户的存款余额恢复为1000元

t8汇入100元，存款余额改为1000元

t9提交事务

3. 虚读:

t1开始事务

t2开始事务

t3统计网站注册人数为1000人

t4注册一个新用户

t5提交事务

t6统计网站注册人数为1000人(虚读)

t7到底哪个统计数据有效？

4. 不可重复读:

t1开始事务

t2开始事务

t3查询账户余额为1000元

t4查询账户余额为1000元

t5取出100元，余额改为900元

t6提交事务

t7查询账户余额为900元

t8到底余额是1100元还是900+100元？

5. 第二类丢失更新:

t1开始事务

t2开始事务

t3查询账户余额为1000元

t4查询账户余额为1000元

t5取出100元，余额改为900元

t6提交事务

t7汇入100元，把存款余额改为1100元

t8提交事务

4.数据库锁

数据库必须具有隔离并发运行的各个事务的能力，数据库采用锁来实现事务的隔

离性。

根据数据库能够锁定的资源，可分为以下锁：

数据库级锁

表级锁

区域级锁

页面级锁

键值锁： 锁定数据库表中带有索引的一行数据

行级锁：锁定数据库表中的单行记录

锁的封锁粒度越大，隔离性越高，并发性越低

锁升级指调整锁的粒度，将多个低粒度锁替换成更高粒度的锁，以降低系统负荷。

按照封锁程度，锁可分为：

共享锁：用于读数据，非独占，允许其他事务同时读取锁定的资源，但不允许其

他事务更新。

加锁：执行select语句时，数据库会为事务分配共享锁，锁定被查询的数据。

解锁：数据被读取后，立即解除

兼容性：还可再放置共享锁和更新锁

独占锁：

也叫排他锁，用于修改数据，锁定的资源不能被其他事务读取和修改。

加锁的条件：一个事务执行insert update delete语句时，自动使用独占锁，若已有其他锁存在，无法再独占锁

解锁的条件：一直事务结束才能被解除

兼容性：不能和其他锁兼容，不能再放置其他任何锁。

并发性能：较差，只允许有一个事务访问锁定的数据，其他事务要访问，必读等待，直到前一个事务结束，解除了独占锁。

更新锁：

在更新操作的初始化阶段用来锁定可能要修改的资源，避免使用共享锁造成的死

锁现象。

如果使用共享锁，更新数据的操作分为两步：

1.获得一个共享锁，读取一条记录

2.将共享锁升级为独占锁，再执行更新操作

如果同时多个事务同时更新该数据，每个事务都先获得一把共享锁，在更新数据

的时候，这些事务都要先将共享锁升级为独占锁。由于独占锁不能与其他锁并存，

因此每个事务都进入等待，等待其他事务释放共享锁，造成了死锁。

如果使用更新锁，更新数据的操作分为以下两步：

1.获得一个更新锁，读取一条记录

2.将更新锁升级为独占锁，再执行更新操作

更新锁的特征：

加锁的条件：一个事务执行update语句时，数据库先为事务分配一把更新锁

解锁的条件：读取数据完毕，执行更新操作时，会把更新锁升级为独占锁。

兼容性：更新锁与共享锁是兼容的，可以同时放置，但是最多只能放一把更新锁，以确保多个事务更新数据时，只有一个事务能获得更新锁，再把更新锁升级为独占锁，其他事务必须等到前一个事务结束后，才能获得更新锁，这就避免了死锁。

并发性能: 允许多个事务同时读锁定的资源，但不允许其他事务修改它。

死锁及其预防：

死锁是指多个事务分别锁定了一个资源，又试图请求锁定对方已经锁定的资源，这就产生了

一个锁定请求环，导致多个事务都处于等待对方释放锁定资源的状态。

预防：

合理安排表访问顺序

使用短事务

允许脏读

错开执行时间

使用尽可能低的事务隔离级别

5.事务隔离级别

锁机制能解决各种并发问题，但是会影响并发性能，为了能让用户根据实际应用的需要，在

事务的隔离性和并发性之间做出合理权衡，数据库系统提供了四种事务隔离级别供用户选择：

8 Serializable:串行化 完全看不到其他事务的更新，串行等待

4 Repeatable Read:可重复读 事务可看到其他事务已提交的新插入记录，但是不能看到其他事务对已有记录的更新

2 Read Commited：读已提交数据 事务可看到其他事务已提交的新插入记录，还能看到其他事务已经提交的对已有记录的更新

1 Read Uncommited: 读未提交数据 事务可看到其他事务没有提交的新插入记录，还能看到其他事务没有提交的对已有记录的更新

优先考虑隔离级别为Read Commited，能避免脏读，有较好的并发性能，可能会导致不可重复读、虚读和第二类丢失更新，但是可以采用悲观锁或乐观锁来控制。

Hibernate中设置事务隔离级别：

hibernate.connection.isolation = 2 (Read Commited)

6.悲观锁和乐观锁

悲观锁：先锁定资源，能防止丢失更新和不可重复读问题，但是影响并发性能

乐观锁：完全依靠数据库的隔离级别来自动管理锁的工作，采用版本控制可避免并发问题。

悲观锁的实现：

显式指定独占锁来锁定资源

select语句默认采用共享锁

可采用 select .. for update 来显式指定采用独占锁来锁定查询的记录

Hibernate采用LockMode来实现锁定模式

2. 增加一个LOCK 字段

Hibernate 采用<version>和<timestamp>来实现版本控制

乐观锁的实现：

<class name=“” table=“” optimistic-lock=“all” dynamic-update=“true”>